基材：镁合金ME20M
镀种：导电氧化 / 化学氧化
工艺：挂镀
辅助工艺：机械抛光 / 电解抛光
颜色：金黄色（注：镁合金导电氧化，也可以做本色，通常叫着铬白）
膜厚：0.5-1.5μm
电镀费用：5.8元/平方分米
镁合金金黄色导电氧化膜工艺
摘 要：镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者。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。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氧化膜，以提高其防护性能。
关键词：镁合金；导电氧化；金黄色
镁合金具有比重小，比强度、比钢度高，电磁屏蔽性能、散热性能好等优点，是减轻武器装备质量，实现武器装备轻量化，提高武器装备各项战术性能的理想结构材料。镁元素符号Mg，原子充数为12，电子结构为2-8-2，标准电极电位很负（-2.36V），化学活性极高，较易失去电子而发生氧化反应，从而导致镁及镁合金的耐腐蚀性很差。导电氧化是防腐蚀表面处理手段中最常用也是最有效的方法之一。通过导电氧化镁合金表面可获得致密、均匀、耐蚀、附着力强的金黄色的钝化膜层。
2 氧化工艺
2.1 氧化试验材料
试验所用的材料为AZ31B镁合金，它的化学成分见表1。
氧化样件尺寸：60mm×60mm×1mm。
2.2 氧化过程工艺参数
2.2.1 工艺流程
碱洗→水洗→酸浸→水洗→氧化→水洗→吹干→烘干→检验。
2.2.2 典型工艺
（1）碱洗：20g/L Na2CO3，18g/L Na3PO4，10g/L Na3SiO3，1g/L NaOH，温度：50～60℃，时间：5～8min。
（2）酸洗：50～100g/L HNO3，常温，时间：2～3min。
（3）铬酸盐处理：3-4g/L CrO3，1-3g/L Na2Cr2O7，0.5g/L NaF，0.5g/L 缓蚀剂，温度为常温，PH值为1.5，时间：5-10min。
2.3 各成分作用
（1）铬酸CrO3：铬酸CrO3是成膜的主要成分，其含量对氧化膜的形成速度和外观质量都有着重要影响。其含量低时，成膜速度较慢，膜较薄且不完整，色泽偏绿偏淡，耐腐蚀性能下降，含量增大，氧化膜越厚，耐蚀性好，色泽为金黄色，当含量过高时，反应速度太快，膜层结晶粗糙，不致密，色泽较深，附着力差。应控制CrO3浓度在3-4g/L。
（2）活化剂：采用含F- 的化合物如NaF作为铬酸液的活化剂，可以加快成膜反应速度，F-主要作用是维持溶液中的游离酸度，加速镁合金表面的氧化膜的溶解与腐蚀，但其含量不能过大或过小，过大则生成的膜层疏松，呈粉末状，附着力差，影响强度。过小则反应时间较长，膜层较薄，耐蚀性差，甚至不能成膜。当NaF的含量为0.5 g/L效果较好。
（3）缓蚀剂：缓蚀剂在铬酸溶液中主要起缓冲作用，使溶液中的PH值保持相对稳定，控制溶液的氧化反应速度和改善膜层质量，使钝化膜均匀、致密和牢固。缓蚀剂含量过高，造成成膜反应速度慢，膜层颜色变浅，甚至不能生成金黄色氧化膜。缓蚀剂用量以0.5g/L最好。
2.4 其它条件对成膜的影响
（1）温度：溶液温度对成膜的性能有很大影响。温度高，成膜速度加快，有利于形成较硬的膜层，但膜层不致密，膜变薄，耐蚀性差。同时，铬酸溶液中的有效成分挥发快，使用寿命短，温度低，成膜色泽淡，疏松，耐蚀性差。因此，成膜反应宜在常温下进行。
（2）搅拌：氧化过程中搅拌有利于提高反应速度，缩短反应时间，避免工件之间遮挡造成的局部无钝化膜现象，可以使氧化膜成膜均匀。但过度搅拌也会使膜层反应过速，造成工件间碰撞、划伤氧化膜，也容易使氧化膜吴粉状膜。因此要选择合适的搅拌强度。
（3）时间：氧化时间是影响成膜厚度和色泽的重要因素。氧化时间短，膜层生长不完整，膜层薄，颜色不均匀，氧化时间长，膜层粗糙、疏松，色泽差，易粉化，附着力差。一般控制在5～10min。
（4）PH值：铬酸溶液的PH值对氧化膜的形成和质量有着很大影响。若溶液的PH值过低，镁金属溶解速度增加，成膜反应速度加快，膜层疏松，附着力差，若PH值过高，成膜反应减慢，膜层薄且色泽浅，耐蚀性差。因些，氧化液的PH值应控制在1.5左右，用98% H2SO4和浓氨水调节。
（5）水洗吹干：氧化后的水洗应迅速，一般在5-10s，以防止湿态膜水解。然后迅速用压缩空气吹干，否则成膜不完备，降低抗蚀性。
（6）烘干：铬酸盐膜在50℃以上烘干，可显著增加速度。但温度过高会使膜层出现裂纹，不利于抗蚀。烘箱温度控制在50℃～60℃，时间：20-30min。
（7）预处理：氧化前必须对工件进行预处理，其主要目的是除去镁合金表面的油脂、切削油等污物。预处理的方法是碱洗，碱洗过后进行进行超声波水洗，然后酸浸，酸洗进一步除去镁合金表面的金属氧化物、灰渣，起活化表面的作用。碱洗的温度：50～60℃，时间：5～8min。酸洗用50～100g/LHNO3，常温，时间：2～3min。
3 结论
通过试验，镁合金化学氧化的最佳工艺为：3-4g/L CrO3，1-3g/L Na2Cr2O7，0.5g/L NaF，0.5g/L 缓蚀剂，温度为常温，PH值为1.5，氧化时间为5-10min。当然，镁合金的成分或热处理状态不同，其表面特性也不同，可导致相同处理工艺得到不同的结果。采用新的镁合金化学氧化工艺，可以获得金黄色导电钝化膜，膜层结合力强，耐蚀性好，膜层性能达到军标要求。
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