普通镁阳极(镁合金的表面处理：导电氧化工艺)

Posted 2023-05-28

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普通镁阳极(镁合金的表面处理：导电氧化工艺)

图1 镁合金制作的飞机部件，可以大大减轻机身重量

镁（Mg）是地壳中第八丰富的元素，原子序数为12，比铝轻33%，比钛轻60%，比钢轻75%，

镁合金其良好的比刚度、比强度、导热性、消震性、可切削加工性、可回收性和电磁屏蔽等优越性能，被美誉为“21世纪绿色结构材料”。中铝轻研合金生产的超轻镁锂合金更是被誉为世界最轻合金。

图2 尼康D810相机镁合金浸泡海水后多处腐蚀

当然，镁合金也有缺点。镁电子结构为2-8-2，标准电极电位很负（-2.36V），其化学活性较为活泼，平衡电位较低，易发生电偶腐蚀。在室温下，容易被空气中的氧所氧化，因此耐蚀性较差。

为了保证镁合金的良好耐蚀性以及导电性，我们会对镁合金做导电氧化处理。

导电氧化（又称化学氧化）是镁合金、铝合金，在特定的溶液内发生化学反应，形成一种难溶性化合物膜层的工艺。膜层具有一定的耐蚀性，用于温和环境长期存储或喷漆前打底使用。由于膜层较薄（小于1微米），膜层保持良好的导电性，适用于需要零件导电和电磁屏蔽的场合。表1为镁合金和铝合金导电氧化特点。

表1 镁合金和铝合金导电氧化特点

材料	膜厚	耐磨性	膜层颜色	漆层附着力	中性盐雾试验
镁合金	＜1μm	棉签擦拭不掉色	不同材料，金色、黄色、棕色、棕黑色等	漆层无脱膜	不同牌号耐蚀性有差异，一般约24h
铝合金	＜1μm	棉签擦拭不掉色	金色、黄色	漆层无脱膜	不同牌号耐蚀性有差异，一般＞96h

目前，镁合金阳极氧化工业化生产的技术尚不成熟。微弧氧化防护效果很好，但氧化膜层不导电，无法满足箱体零件整体电磁屏蔽的需求。表面镀镍、镀金等处理，虽然可以达到防护和导电的双重效果，但是成本较高，深孔、边角、内腔等复杂位置防护效果通常欠佳，较厚的镀层会提高薄壁零件的整体重量，违背了轻量化的初衷。表2为导电氧化和阳极氧化区别。

表2 导电氧化和阳极氧化区别

对比	导电氧化	阳极氧化
处理时间	数秒到数分钟	几十分钟
通电与否	纯化学反应	电化学反应
膜厚	＜1微米	数微米到数十微米
膜层导电性	导电性好	不导电
耐蚀性	良	优良
适用范围	高性能镁合金、镁锂合金、铝合金	铝合金（目前镁合金阳极氧化工业化生产还待优化）

我公司目前生产的电子通信设备中，其外壳、内部安装结构件如屏蔽盒、支撑板等采用了镁合金材料，要求具有一定的防护性及导电性，如图3。

中铝轻研合金通过调整配方及工艺参数，对镁合金进行导电氧化处理，使镁合金表面形成金黄色、黄色、彩虹色、棕色等颜色的氧化膜。导电氧化膜层致密、均匀、耐蚀性良好，在航空航天,交通运输与电子工业等领域有着重要的应用价值。