【化学转化涂层】车用镁合金表面处理技术

        化学转化涂层具有结合强度高、成本低、耐腐蚀性好、操作简单等优点，是工业上应用最广泛的表面处理技术之一。简单地将基板浸入转化槽中，保持一定浸泡时间，就可以形成附着良好且不溶的结晶层或无定形层，以提升防腐性能和对油漆的附着力。镁合金表面化学转化膜的形成过程如下：

      （a）镁合金基底浸泡在转化液中，镁基体（阳极）发生溶解，而氢在金属间相（阴极）周围优先析出；

        (b)金属间化合物中H+的消耗引起局部pH值升高，促使金属离子 Mx+与OH反应，生成高不溶性的M(OH)x或者氧化物MxOy;

        (c)随着浸泡时间的延长，这些化合物核逐渐生长，直至覆盖整个衬底表面形成转化层。时间越长，转化层厚度越厚。

        在汽车工业中，最常用的镁合金转化涂层是铬酸盐处理的涂层(如重铬酸盐、铬锰和铬酸洗)。铬基转化涂层具有良好的防腐性和耐磨性，涂层附着力和自修复能力强，但是高毒性使它的应用受到了很大限制。因此，后来又开发出一系列非铬酸盐化学转化涂层来代替铬基转化涂层，如磷酸盐基转化涂层、锡酸盐涂层、氟臭氧/氟钛酸盐涂层和稀土涂层。其中磷酸盐涂层发展较快，应用广泛且无毒，是替代铬化涂层的重要手段之一，但也存在一些环境问题,例如，磷酸盐溶液会产生大量的含有金属离子的沉淀物，造成水体的富营养化。钛基、锆基以及钛/锆基转化涂层是一种新型涂层，它们使用不含磷酸盐化合物的浴液，避免了对环境的不利影响。目前，这类转化涂层已经在铝合金和一些钢材的表面处理中商业化应用。

        化学转化涂层主要用于提高防腐蚀性能和对后续有机涂层或面漆的附着力，并在运输和贮存过程中起到保护镁合金的作用。但化学转化涂层一般比较薄、很脆弱，在组装过程中容易损坏，因此其所提供的防腐蚀性能非常有限。例如，非铬转化涂层的厚度通常小于1μm。此外，化学转化层的质量对前处理工艺、活化工艺以及 pH、浸泡时间、温度等转化参数非常敏感。要生产出均匀无缺陷的转化涂层比较困难，因此开发更加坚固、无铬化的转化涂层，尤其是具有自修复能力的转化涂层，显得更加重要。