摘要：按照表面成膜過程中有無
外加電壓作用，將現有鎂合金壓鑄件的表面處理技術歸納為化學成膜技術和陽極氧化成膜技術二大類。分別介紹了化學成膜技術中的鉻化處理、磷化處理、鋅置換處理、化學腐蝕處理等4類表面處理技術和陽極氧化成膜技術中的常規陽極氧化、等離子體微弧陽極氧化等2類表面處理技術，同時還簡要地介紹了作者新近開發的鎂合金壓鑄件交流等離子體微弧氧化處理技術，論述了上述各種技術的特點，總結了在各種表面處理過程中獲得高質量膜層應注意的關鍵問題，並明確了鎂合金壓鑄件表面處理技術今後的發展方向。
能源危機與環境汙染問題的日益突出，使得符合"符合效能優良、可近終形加工、可**"材料發展方向的鎂合金脫穎而出，成為本世紀最受親睞的一種應用材料。在目前和今後相當長的一段時期內，高效、節能的鎂合金壓鑄件仍將是鎂合金的主要應用產品。由於鎂的負電性強（-2.
36v sce）,在大氣中的耐蝕性極差，所以在使用前必須對鎂合金壓鑄件根據具體要求進行適當的表面處理。在鎂合金壓鑄件的生產成本中，表面處理這部分就佔40%左右，因此表面處理對鎂合金壓鑄件的生產和應用至關重要。目前，鎂合金壓鑄件的表面處理研究不盡相同，不象鋁合金表面處理那樣成熟和規範，這在一定程度上制約了鎂合金壓鑄件的應用，本文擬對現有的鎂合金壓鑄件的表面處理技術進行簡要的歸納，並分析其關鍵技術問題和發展方向。
一〃鎂合金壓鑄件的表面處理技術
鎂合金壓鑄件的表面一般需要依次進行預處理（清理、脫脂、酸洗等）、鍍膜、塗裝（噴漆、噴塑、鍍金屬等）等處理，通常所說的鎂合金壓鑄件的表面處理指的是鍍膜這道工藝，其主要作用是在壓鑄件表面形成與油漆、塑料或金屬附著效能好的具有耐腐蝕性的保護膜層。目前，在鎂合金壓鑄領域中主要採用的是濕法表面處理方法，也就是，使用處理溶液進行的表面處理方法。現有的表面處理技術不盡相同，我們根據成膜條件，將鎂合金壓鑄件的表面處理技術歸納為化學成膜和陽極氧化成膜二大類，下面分別予以介紹。
表1鉻化處理規範
配方序號
成分鉻酐（cro3）1氧化鎂（mgo）
硫酸(h2so4)(ρ=1.84)重鉻酸鈉（nacr2o7o2h2o）2
硫酸鎂（mgos4o7h2o）硫酸錳（mgos4o5h2o）鉻酐(cro3)
含量/g/l458-90.1-1110-17040-7540-751-2
2-4用cro3調
ph值工藝規範
膜層顏色
溫度/℃時間/min
室溫0.5-0.75黃色
85-沸騰10-20深黑色
表2磷化處理規範
配方序號
成分磷酸(h3po4)(ρ=1.75)1磷酸二氫鋇（ba(h2po4)3）
氟化鈉（naf）硫酸鋅（znso4oh2o）2
焦磷酸鈉（na4p2o7）氟化鈉（naf）或氟化鋰（lif）碳酸鈉（na2co3）
含量/g/l5-8(ml/l)40-701-2301203-55
工藝規範
膜層顏色
ph值溫度/℃
時間/min
1.3-1.990-9810-30深灰色
702-15
表3鋅置換處理規範
配方序號
成分硫酸鋅（znso4oh2o）1
焦磷酸鈉（na4p2o7）氟化鈉（naf）或氟化鋰（lif）碳酸鈉（na2co3）
含量/g/l301203-55
工藝規範
ph值溫度/℃
時間/min
702-15
表4化學腐蝕處理液
序號12
成分鉻酐硝酸（70%）氫氟酸（70%hf）
配方含量/g/l60-12090-110cc/l54-220cc/l
表5常規陽極氧化處理規範
配方序號
組分鉻酸高錳酸鉀苛性鈉純鹼重鉻酸鉀磷酸二氫鈉苛性鈉磷酸三鈉
含量/g/l206050501005050-5530-35
溫度/℃
起始電流密度
工藝規範
最終電壓
/v1時間/min
120-300.630
220-302-35030
350-551.5-25-630-40
470-751.5-2430-40
表6等離子體微弧陽極氧化處理規範
配方序號
組分含量/g/l
1naalo2
1020-40
1530
溫度/℃
電流密度/a/dm2
時間/min
工藝規範
1〃化學成膜
化學成膜技術主要是指鎂合金壓鑄件通過在化學溶液中進行一定時間的接觸、利用工件與化學處理液之間的化學反應在工件表面形成保護膜層的一類表面處理技術。主要包括鉻化、磷化、鋅置換和化學腐蝕等處理技術。
1）鉻化處理
鉻化處理就是工作在以鉻酸或重鉻酸鹽等為主體的處理溶液中進行浸漬，使表面產生氧化鎂、氧化鉻或鉻酸鹽保護膜層的表面處理技術。典型的處理規範如表1所示。通常含鉻離子處理液的成膜性較好，對工件的表面質量要求不高，對厚、薄工件均適用。
鉻化處理膜層均勻，厚度通常為0.5-3μm，可使工件的耐腐蝕性可以提高數十倍。鎂合金的鉻化處理研究開展得較多，較為成熟，但由於鉻離子對人體和環境的***較大，所以其應用已在逐漸減少。
2）磷化處理
磷化處理就是工件在以磷酸或磷酸鹽為主體的溶液中進行浸漬或採用噴槍進行噴淋，使表面產生完整的磷酸鹽保護膜層的表面處理技術。典型的處理規範如表2所示。磷化處理液的成膜性不如鉻化處理液的好，對工件的表面質量要求較高，通常不太適合於表面質量差的薄壁壓鑄件（壁厚小於2mm）的表面處理。
磷化處理膜層的厚度較大，作為油漆底層，可使漆膜的粘附力、耐潮濕性和耐蝕能力提高幾十倍至幾百倍。鎂合金磷化處理的研究較少，目前的應用十分有限。
3）鋅置換處理
鋅置換處理就是工件在以鋅鹽為主體的溶液中（通常加入焦磷酸鹽）進行浸漬，使表面進行鋅置換，從而產生完整的保護膜層的表面處理技術。典型的處理規範如表3所示。鋅置換膜層不但有良好的耐腐蝕性，而且可以明顯提高金屬的附著效能，進行鋅置換處理後，可進行觸擊電鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等處理，所以鋅置換處理主要用於鍍金屬前的壓鑄件的表面處理。
4）化學腐蝕處理
鎂合金壓鑄件的化學腐蝕處理分二步進行，第一步採用鉻酸-硝酸系溶液進行腐蝕；第二步在氫氟酸系溶液裡進行處理，以除去第一步處理時生成的鉻酸膜，同時在工件表面形成氟化鎂膜層。典型的處理液如表4所示。由於化學腐蝕使工件表面擊凹不平，所以難於得到平滑光亮的膜層，但由於提高了膜層的附著性，所以經化學腐蝕過的表面，可以直接進行鍍鎳、鍍鉻等處理。
2〃陽極氧化成膜
陽極氧化成膜主要是指鎂合金壓鑄件作為陽極、在外加電壓的作用下、通過在一定溫度的溶液中進行一段時間的處理、利用工件與處理液之間的電化學反應在工件表面形成保護氧化膜層的一類表面處理技術。陰極通常為槽體或不鏽鋼板。陽極氧化成膜主要包括常規陽極氧化和等離子體微弧陽極氧化處理技術。
1）常規陽極氧化處理
常規陽極氧化處理也就是工件在低電壓作用下進行的陽極氧化處理技術。典型的處理規範如表5所示。通常經過常規陽極氧化處理後，工件表面形成較為緻密的氧化膜層，該膜層主要由氧化鎂與六方氫氧化鎂構成，與基體結合良好。
與化學成膜處理相比，常規陽極氧化處理膜層的耐蝕性、耐磨性好、機械強度高，工件的尺寸精度幾乎不發生影響，在某些使用情況下可省去塗裝工藝，直接可作為最終處理，因此常規陽極氧化處理技術得到了較為廣泛的應用。
2）等離子體微弧陽極氧化處理
將常規陽極氧化處理的電壓公升高到一定值，在陽極區將產生等離子體微弧放電，微弧直徑一般在幾微公尺至幾十微公尺之間，在工件表面的停留時間約為幾十毫秒，相應的溫度可高達幾千度，可使周圍的液體汽化，形成高溫高壓區，在該區域內，在電場的作用下，可產生大量的電子和正負離子，因此可產生特殊的物理化學作用，使生成的氧化膜成為陶瓷質的有序結構（主要由立方結構的氧化鎂構成），這種特殊的鎂合金壓鑄件表面處理技術就是等離子體微弧陽極氧化處理技術。這是近年來剛剛探索出來的一種嶄新的處理方法，典型的處理規範如表6所示。因為微弧放電會使處理液的溫度不斷公升高，所以為了保證處理液的溫度恆定，進行表面處理時還需要採用迴圈冷卻系統。
由於得到了陶瓷膜層為基體原位生長，因此完整、緻密、與基體和油漆的附著效能好，具有優良的耐蝕性、耐磨性和電絕緣性。目前採用等離子體微弧陽極氧化處理技術可根據具體要求，製備出裝飾型、保護型、
功能型等陶瓷表面，已應用於實際生產，進一步的研究正處在不斷的探索中。
3〃交流等離子體微弧氧化處理技術
作者近半年來針對鎂合金壓鑄件的表面處理進行了研究，開發出了交流等離子體微弧氧化處理技術及相應的處理溶液。該技術採用工頻交流電對鎂合金壓鑄件進行等離子體微弧氧化處理，與前述的陽極氧化處理相比，該技術不需用直流電源、裝置簡單，工件的表面處理時間大大縮短，其處理效率較其它方法提高了20倍以上，在處理鎂合金壓鑄手機外殼時，一般在1分鐘處理時間之內就可達到表面處理的全部要求。在實際生產中的初步應用已經證明交流等離子體微弧氧化處理技術是一種非常實用、有前途的鎂合金壓鑄件表面處理技術。
目前，該技術在其它方面的應用正在研究當中，相信不久將會取得可喜的成果。
二〃表面處理的關鍵技術問題
鎂合金壓鑄件表面處理的目的，就是根據具體要求，採用合適的技術，得到滿足要求的高質量的膜層。由於目前現有的各種表面處理技術還分別存在各自的問題，所以要達到此目的，應該對不同處理技術中的關鍵問題有所了解。
1〃化學成膜中的關鍵技術
由於化學成膜是完全依靠處理液與工件之間的化學反應來進行的，不象陽極氧化成膜那樣有外加電壓的作用，所以要形成高質量的膜層，除了要嚴格遵守各個環節的操作規程以外，應對壓鑄件表面萬分的均勻性予以充分的重視。只有成分均勻的表面才能形成均勻的處理膜層，所以應確保鎂合金液的成分均勻、壓鑄件的成分均勻、壓鑄件表面充分的清潔，尤其是採用成膜效能較低的無鉻處理液對薄壁（小於2mm）壓鑄件進行處理時，對影響壓鑄件表面成分均勻性的合金液成分設計、壓射速度、型模條件等要進行嚴格控制，力保壓鑄件表面成分的均勻、穩定。
2〃陽極氧化成膜中的關鍵技術
由於陽極氧化成膜是在外加電壓的作用下進行的，所以該技術對壓鑄件的表面質量要求不象化學成膜那樣苛刻，對於某一表有時甚至不進行預處理面的壓鑄件，總能夠找到合適的處理電壓和處理時間來得到高質量的膜層。對於陽極氧化成膜，最關鍵的問題就是處理液的有效性問題。對壓鑄件表面質量要求的降低，使脫模劑有機會進入處理液，如果脫模劑和處理液的選擇不匹配，將導致處理液的迅速失效，另外，在等離子體微弧氧化成膜中，處理液的溫度會迅速公升高，這種溫公升將導致某些處理液的失效，影響表面處理效果。
因此合理選擇脫模劑和處理液、保持處理液溫度的恆定是陽極氧化成膜的關鍵技術問題。
鋁合金壓鑄件的標準
1 範圍 本標準規定了鋁合金壓鑄件 以下簡稱壓鑄件 的材質 尺寸公差 角度公差 形位公差 工藝性要求和表面質量。本標準適用於照相機 光學儀器等產品的鋁合金壓鑄件。2 規範性引用檔案 下列檔案中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是註明日期的引用檔案，其隨後所有的修改單 不包括勘誤的內容 或修...
壓鑄件技術要求
平面圖上的未注尺寸按3d圖做出。1.0機械特性 1.1本圖上未標註的線性尺寸公差按下錶 見圖上的 內的尺寸範圍及選用公差 下表未涵蓋之處見標準nadca s 4 1 2 3 94。1.2中心線的誤差為 0.12。1.3除另有規定外，拔模斜度按1.5 20 壁厚小於1.5mm的側壁的出模斜度見標準na...
壓鑄件設計規範
一 壁厚 壓鑄件的壁厚對鑄件質量有很大的影響。以鋁合金為例，3.02.54.0 2.54.0 2.52.5 2.0 500 2.52.0 3.01.8 3.01.8 2.21.5 100 500 2.01.5 2.51.2 2.51.2 1.81.0 25 100 1.50.8 2.00.8 2.0...