镁合金是目前最轻的工程金属材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”,具有以下一系列优点如：密度小、比刚度和比强度高、电磁屏蔽和阻尼性能好、优异的加工性能和良好的铸造性能等,使它逐渐成为汽车、电子、航空航天行业的重要轻质材料。随着镁合金应用范围的进一步扩大,其耐腐蚀性差的问题也日益凸显。因此,提高镁合金耐腐蚀性已经成为扩大其应用的关键问题。本文采用真空固体粉末热扩渗法,对AZ91D镁合金表面实施Al-Zn及Al-Zn-Nd共渗处理。对扩散合金层进行显微组织形貌和物相组成分析,并在3.5%NaCl溶液中对镁合金基体及其扩渗试样进行全浸实验和塔菲尔曲线的测量。结果表明,在385℃和410℃下分别恒温热扩渗10h和6h,均能在试样表面获得一定厚度的连续均匀的渗层。由于稀土有细化晶粒和强化晶界的作用,所以Al-Zn-Nd共渗渗层比Al-Zn共渗渗层组织更加细小致密。并且,在相同的扩渗温度和扩渗时间下,Al-Zn-Nd共渗渗层的厚度比Al-Zn共渗渗层的厚度略微有所增加。Al-Zn共渗的膜层主要由Mg17Al12、Al5Mg11Zn4和a-Mg三相构成,而Al-Zn-Nd共渗的膜层主要由Mg17Al12、 Al5Mg11Zn4、NdAl3和a-Mg四相构成。扩渗处理所新生成的Mg-Al-Zn金属间化合物,其电极电位高于AZ91D镁合金基体材料的电极电位,对提高材料表面耐蚀性有很大影响。故此,与未经扩渗处理的镁合金试样相比,扩渗处理后试样的自腐蚀电位明显提高,自腐蚀电流密度也有所下降。因此,扩渗处理明显改善了AZ91D镁合金的耐腐蚀性,且Al-Zn-Nd共渗的试样耐蚀性优于Al-Zn共渗试样。综上所述,真空固体粉末热扩渗法能在AZ91D镁合金表面形成合金化渗层,且能有效提高镁合金的耐蚀性能,扩宽其应用领域。
