鎂及其合金具有許多優(yōu)良的物理和機械性能，具有較高的比強度和比剛度、易于切削加工、易于鑄造、減震性好、能承受較大的沖擊震動負荷、導電導熱性好、磁屏蔽性能優(yōu)良，是一種理想的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)材料，現(xiàn)已廣泛應用于汽車、機械制造、航空航天、電子、通訊、軍事、光學儀器和計算機制造等領(lǐng)域.為使鎂合金應用于不同的場合，經(jīng)常需要改變其表面狀態(tài)以提高耐蝕性、耐磨性、可焊性、裝飾性等性能。目前有許多工藝可在鎂及鎂合金表面上形成涂覆層，包括電鍍、化學鍍、轉(zhuǎn)化膜，陽極氧化、氫化膜、有機涂層、氣相沉積層等。其中為簡單有效的方法就是通過電化學方法在基體上鍍一層所需性能的金屬或合金，即電鍍與化學鍍。本文對這兩種處理方法在鎂及鎂合金上的應用所面臨的問題、工藝流程、各種前處理方法、常用鍍層及發(fā)展現(xiàn)狀作簡要概述。
電鍍及化學鍍流程由于鎂合金的電極電位很低，電化學活性很高，難于直接進行電鍍或化學鍍。直接進行電鍍或化學鍍時，金屬鎂會與鍍液中的陽離子發(fā)生置換反應，沉積的鍍層疏松、多孔、結(jié)合力差，并且會影響鍍液的穩(wěn)定性，縮短鍍液的使用壽命，化學鍍時影響更為嚴重。所以對于鎂合金要想得到理想的鍍層，重要的就是適當?shù)那疤幚磉^程。目前對于鎂及其合金電鍍及化學鍍的研究也主要集中在前處理方法上。下述以常用的兩種前處理方法(浸鋅、直接化學鍍鎳)為基礎(chǔ)，列出了鎂合金電鍍及化學鍍的一般流程。
浸鋅基于浸鋅已發(fā)明了許多前處理工藝，主要有Dow工藝、Norsk2Hydro工藝及WCM工藝。各種方法的處理過程大致如下：Dow工藝：除油陽極清洗酸蝕酸活化浸鋅鍍銅Norsk2Hydro工藝：除油酸蝕堿處理浸鋅鍍銅WCM工藝：除油酸蝕氟化物活化浸鋅鍍銅Dow工藝發(fā)展早，但得到的浸鋅層不均勻、結(jié)合力差。改進的Dow工藝在酸活化后加入了堿活化步驟，在AZ31、AZ91鎂合金上得到的Ni2Au合金鍍層結(jié)合力良好，前處理時間也明顯縮短。Norsk2Hydro工藝同Dow工藝相比，在結(jié)合力、耐蝕性、裝飾性方面都有所提高，AZ61鎂合金經(jīng)此前處理后得到的Cu/Ni/Cr多層鍍層達到了室外應用的標準。Dennis等人的研究表明，經(jīng)Dow工藝和Norsk2Hydro工藝處理得到的浸鋅層多孔，熱循環(huán)性能不好。
鋯和鈣同時加入鎂合金中如Mg-Zn-Ca-Zr合金,可使合金組織顯著細化,因為鈣促進Zr在固溶體中的溶解。當鎂合金熔體中存在鋁、硅、鐵、氫等雜質(zhì)時,鋯可與它們形成密度較大的高熔點化合物,沉于坩堝底部而得以清除。
近四五十年來,稀土鎂合金得到了很大發(fā)展,向Mg-RE合金中添加適量鈣可以細化晶粒,進一步提升合金的強度。不過,應提出的是,只有熔體凝固時溶于其中的那部分Zr才具有晶粒細化作用,形成化合物的那部分鋯沒有晶粒細化作用。
鎂合號是怎樣編制的，從而對它有一個初步的了解，也就是說對鎂合金有一個粗略的認識。由于鎂合金類型不同，用途各異，其牌號也不同。鎂合號的表示方法有多種，當下國際上尚無統(tǒng)一的表達方式，但都習慣于采用美國材料試驗學會（ASTM）的系統(tǒng)。
中國鎂及鎂合號與狀態(tài)名系統(tǒng)
根據(jù)中國國際GB/T5153-2003，
變形鎂及鎂合號的命名規(guī)則為：
純鎂牌號以Mg加數(shù)字的形式表示，數(shù)字表示鎂含量的低質(zhì)量分數(shù)，如Mg99.95為鎂含量≥99.95%的純鎂。
鎂合金的牌號以英文大寫字母加數(shù)字再加大寫英文字母的形式表示，前面的英文字母是其主要的合金元素代號（見下表），其后的數(shù)字表示主要合金元素的平均含量。后的英文字母為標識代號，用以識別各具體合金元素相異或其含量有微小差別的不同合金。
中國鎂合號由兩個漢語拼音字母和其后的阿拉伯數(shù)字組成，字母M代表鎂（mei)合金，B表示變（bian）形，Y表示壓(ya)鑄，Z表示鑄(zhu)造。例如ZMI為一號鑄鎂合金，MB2為二號變形鎂合金，YM5為五號壓鑄鎂合金。
按國家標準GB/T19078-2003（鑄造鎂合金錠）的產(chǎn)品牌號以英文字母加數(shù)字再加英文字母的形式表示，AZ91D表示一種Al的平均含量為9%，Zn的含量小于1%的鎂-鋁-鋅系鑄造鎂合金；AM20A是一種Al的平均含量為2%，Mn的含量小于1%的鎂-鋁-錳系鑄造鎂合金。后字母D表示第四種AZ91合金。
所謂標識代號實際表示該合金成型的先后次序，“A”表示先面世的種合金，或是先登記的此種合金。在ASTM鎂合金命名系統(tǒng)中還包括表示材料和鑄件狀態(tài)的代碼。狀態(tài)代號由字母和其后的數(shù)字組成，如AZ91C-F表示鑄造狀態(tài)的鎂-鋁-鋅系A(chǔ)Z91C合金，鎂合金的狀態(tài)代號見下面，是ASTM制訂的，全世界通用。
通常按三種方式對鎂合金分類：合金化學成分，半成品加工成形工藝，是否含鋯或鋁。
按化學成分就是按其主要合金化元素分類：Mg-Al、Mg-Mn、Mg-Zn、Mg-Si、Mg-RE、Mg-Zr、Mg-Th、Mg-Ag與Mg-Li等二元系合金，以及Mg-Al-Zn、Mg-Al-Mn、Mg-Mn-Ce、Mg-RE-Zr、Mg-Zn-Zr等三元系合金，Mg-Zn-RE-Zr、Mg-Al-Mn-Zn、Mg-Zn-RE-Zr、Mg-Zn-Zr-Ag、Mg-Al-Mn-Zn等四元合金及更復雜的多元合金，如Mg-Ag-Th-RE-Zr等五元合金，等等。
常規(guī)鎂合金的品種雖遠不如鋁合金的多，也不如銅合金那么豐富多彩，但新的合金系不斷涌現(xiàn)，性能的鎂合金顯露頭角，一些含新合金元素的鎂合金成為研究熱點。
向現(xiàn)有的鎂合金添量合金化元素如表面活性元素鈣、鍶、鋇、銻、錫、鉛、鉍等，對合金成分進行重新設(shè)計，以獲得有良好綜合性能的或有某種特殊性能的新型鎂合金；含（釷（Th）的新型航天鎂合金已獲得實際應用，如Mg-Th-Zr、Mg-Th-Zn-Zr和Mg-Ag-Th-RE-Zr合金以用于制造火箭和飛船的一些零件，取得了好的效果。不過Th是一種放射性元素，對人體健康與環(huán)境都有危害，被限制使用，有些國家如英國將含Th量大于2%的合金列為放射性材料有關(guān)管理條例與規(guī)定，這不但很麻煩，而且加大了零件的制造難度與生產(chǎn)成本。稀土元素可賦于鎂合金一系列的性能，有望成為可以替代釷的理想的鎂的合金化元素。看來，Mg-RE合金有著燦爛的應用前程。
按成形工藝可將鎂合金分為：鑄造的和變形的兩大類，前者占鎂消費量的85%以上，因為鎂合金的加工成形性能差，生產(chǎn)工藝復雜，加工成本高，在很大程度上限制了它的廣泛應用。這兩類合金在成分與冶金組織性能方面有很大差異，鑄造鎂合金主要用于壓鑄交通運輸裝備、機器、電氣電子產(chǎn)品等零配件，壓鑄鎂合金工件具有鑄造、表面品質(zhì)優(yōu)良、鑄造組織、晶粒細小均勻、可產(chǎn)壁厚薄和形狀復雜的工件。鋁有相當高的強化效果，含鋁的鎂合金有良好的鑄造性能，但鋁的含量不得低于3%；鋅也是鎂合金的強化性合金元素，但合金中的含量2%則有較強的熱裂傾向；Mn可與Al、Fe形成AlFeMn化合物，它的密度比鎂合金熔體的大，會沉于爐底部，混入渣中，有害雜質(zhì)Fe得以清除，Mn還能細化組織；稀土元素對鎂合金的鑄造性能入一些其他性能都有益。
Ni、Fe、Cu降低鎂合金的抗蝕性，是極為有害的雜質(zhì)，應嚴格控制其含量。為推廣鎂合在結(jié)構(gòu)中的應用，宜加強對變形鎂合金的研究，但由于鎂為密集六方晶格，塑性變形能力比鋁及鋁合金的低得多，幾乎不可能獲得既有高的室溫強度又有加工成形性能良好的鎂合金，因此，早期的變形鎂合金設(shè)計時要求其組織中不含或盡量少含金屬間化合物，以使鎂合金保持良好的塑性與高的力學性能，合金強度性能的提高主要靠合金元素的固溶強化和塑性變形引起的加工硬化。過去使用的含1.5%Mn的鎂合金就是這樣的合金。
目前，變形鎂合金使用的主要合金化元素有鋁、錳、稀土、釔、鋯、鋅，它們一方面可以提高鎂合金的強度性能，另方面可改善鎂合金的熱變形能力，從而可以進行鍛壓和擠壓，AZ31B、C、E合金廣泛用于擠壓生產(chǎn)，具有高的強度性能與良好的塑性，它們屬Mg-Al-Mn-Zn系合金，合金元素含量相等，但雜質(zhì)含量則有別。AZ31系列合金在軋制板、帶材時的裂邊傾向隨鋁含量的增大而上升，因此，AZ61合金幾乎不同于軋制板、帶材。
鋁、鋯是鎂合金主要的合金化元素，因此可根據(jù)其是否含鋁、鋯將其劃分為含鋁的或含鋯的鎂合金，以及不含鋁或不含鋯的鎂合金。鋯是鎂合金的很有價值的合金化元素，具有的細化晶粒作用，然而不盡如人意的是，它可與Mn、Al形成穩(wěn)定的密度較大的金屬間化合物，沉于坩堝或爐底部，削弱或甚至消除了應起的作用，為此除MBI5合金含鋯外，其他的變形鎂合金都不含鋯，鑄造鎂合金ZM5、ZM10也不含鋯。
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