汽車鎂合金材料的重要特性就是質地輕盈，汽車輕量化材料中的鎂合金能夠用于制作汽車分動器等，顯示出鎂合金材料在汽車工業領域的良好應用價值。近年來，汽車輕量化鎂合金材料的腐蝕防護技術日益成為工程研究重點，其腐蝕防護手段日益豐富，國內多名研究人員針對汽車輕量化材料的防腐措施進行重點研究。具體在應用與實施鎂合金腐蝕防護的過程中，關鍵是要充分考慮汽車輕量化材料的用途及特性，在延緩鎂合金腐蝕速度的基礎上采取切實有效的防腐涂層技術手段，達到有效阻隔腐蝕物與污染物的目標。

汽車在制造與使用階段中很難避免出現腐蝕，導致汽車發生腐蝕的具體影響因素多樣且復雜。如汽車車身的冷軋板由于無鍍鋅、鋅鋁鎂等涂層，若因為毛刺等原因產生電泳層破壞，會發生點銹蝕腐蝕基材，隨后以點為中心縱向腐蝕快速擴散，從而造成整個車門、尾蓋鈑金面快速銹蝕。鎂合金材料應用于汽車車身的制造與處理工藝可有效延長汽車使用壽命，且對于防范汽車車身腐蝕也具有突出的影響，具體優勢如下。

汽車輕量化鎂合金的材料密度約為1.8g/cm³，相比于傳統的鋁合金材料重量大約減輕40%。作為密度較小、質地輕盈的新型合金材料而言，用于制作汽車零部件的鎂合金材料有著較大的剛度與強度指標，且具有較大的阻尼容量。因此，即便在汽車行駛中受到外部作用力的劇烈沖擊導致車身出現振動，輕量化的鎂合金結構件也可保持原有形狀，而不會輕易發生變形或者破碎。并且報廢后的汽車鎂合金材料不會導致二次污染，符合一定條件的鎂合金材料能夠被回收利用。

1.2.1 重量較輕

鎂合金應用于汽車發動機零部件加工的突出優勢就是材料重量較小，具有較輕重量與較小體積的鎂合金可減少整車重量，還能避免車輛行駛中的油電消耗超標。鎂合金雖然具有較輕自重、較小體積的特性，但其能夠承受高強度的瞬時沖擊作用力，且具備較好的抗沖擊性、材料延展性、材料屈服強度等。

1.2.2 抗震性好

鎂合金材料最為關鍵的應用優勢就是抗震性能優良，因此非常適合應用于汽車零部件的批量化生產加工。通常來講，鎂合金的復合結構材料能夠達到 600 MPa 的最大負荷限度，在瞬時強大的沖擊壓力下仍能保持完整的外觀形狀。鎂合金經過加工獲得抗輻射性、電磁屏蔽特性、較高的機械強度特性等，由此證明鎂合金可廣泛應用于汽車配件生產。汽車車身材料的抗震性還取決于材料的結晶結構，在同樣致密的結晶結構下，結晶晶粒的尺寸也是決定防腐能力的主要因素，晶粒越小，起到的防腐效果就越好。

1.2.3 加工難度低

汽車輕量化鎂合金的加工成型難度較低，相比于鋁合金材料具有更加簡便的加工程序與更好的成型效果。究其根源在于，鎂合金材料的成型尺寸較為穩定，同時具有良好的鑄造成型特征。經過簡單加工即可形成長期穩定的外觀形狀，經過大批量加工成型的鎂合金汽車零部件具有較低的廢品率，能夠在根源上節約汽車零部件的批量加工資源。如對于汽車輪圈、汽車座椅支架、汽車發動機殼體等關鍵結構件如果采取鎂合金的成型工藝，則可在源頭上減輕加工作業壓力并且節約加工操作成本。

汽車排放尾氣中包含強腐蝕性的二氧化硫等酸性氣體，經過凝結與轉化后的酸性溶液就會附著于汽車結構件的表面，導致鎂合金受到嚴重的酸性氣體或液體排放腐蝕。例如，處于正常運行狀態的汽車發動機將會持續排放廢氣，二氧化硫在接觸空氣中水蒸氣的情況下形成氧化反應產物，在短時間里積累大量的酸性液體，嚴重損壞汽車發動機的金屬外殼結構。二氧化硫的轉化物還能滲入鎂合金的金屬結構深部，通過腐蝕汽車發動機結構的焊點連接件來破壞發動機的完整性。因此，未經及時察覺與處理的酸性氣體或溶液腐蝕金屬表面情況就會造成汽車行駛事故，并且加快汽車零部件的老化速度。

汽車運行中的冷凝水具有持續排放的特征，汽車冷凝水中包含二氧化硫與有毒氯化物，這些有害化學物質將會直接侵蝕汽車本體結構。在較高環境溫度下受熱分解的有害化學物質將會進入鎂合金的金屬元件深部，導致鎂合金的表面出現孔洞或裂縫。此外，汽車鎂合金結構相連接的排氣管等設備將會受到冷凝水導致的損壞后果，造成汽車排氣管的表面出現孔洞。暴露在大氣環境中的鎂合金存在較強的金屬敏感性，鎂合金材料作為主體的汽車發動機或者座椅支架等結構長期暴露于腐蝕性顆粒的環境中，導致鎂合金表面形成分散狀的腐蝕點，并且生成溶解度較高的硫酸鹽，容易造成鎂合金的金屬表面呈現大規模損壞。

汽車運行中的環境溫變作用直接影響到鎂合金的功能發揮，處于高溫環境下的鎂合金結構就會呈現溫變腐蝕的情況。如在高溫的環境中鎂合金就會出現電偶腐蝕的現象，導致鎂合金與空氣中的雜質融合，并且造成空氣中的污染性顆粒大量附著在汽車金屬設備表面，直至造成汽車金屬結構件的明顯損壞。呈現溫變腐蝕的鎂合金表面就會失去原有的堅固度以及穩定性，并且造成汽車金屬設備的表層起伏不平，嚴重影響到汽車行駛中的人員舒適度與人身安全。例如，在炎熱夏季缺乏制冷設備的地下車庫等封閉空間長時間停放車輛，會容易造成鎂合金出現應力腐蝕，導致鎂合金結構更加脆弱。

 對于鎂合金的金屬材料而言，金屬結構的晶間腐蝕一旦發生，那么金屬細小顆粒的邊緣部位就會逐漸模糊甚至消失，直至引發金屬顆粒物的相互分離，造成汽車零部件呈現脫落或者松動的現象。如鎂合金中的金屬結構表面滲透空氣雜質顆粒，因此造成金屬顆粒之間的分離作用增加，將會明顯影響到汽車結構的整體穩定。鎂合金材料在晶間腐蝕的持續作用下，汽車合金結構就會逐步擴大腐蝕范圍。造成鎂合金出現金屬晶間腐蝕的根源因素較為復雜，相關人員需重視定期清理汽車結構件的表面雜質顆粒，防止其滲透至金屬結構間隙。汽車輕量化材料鎂合金的腐蝕成因及其占比統計結果如表 1 所示。

有機涂層是利用有機高分子材料形成的覆蓋層，其具有保護、裝飾、絕緣等功能。有機涂層技術目前廣泛運用于汽車輕量化生產，有機涂層的主要特點是具有良好的耐腐蝕性、耐磨性、耐候性以及良好的裝飾性能。汽車輕量化的有機涂層通常由合成樹脂為主要成分，配合采用其他添加劑，如顏料、溶劑等制成。這些化學成分經過特定的加工轉化形成汽車表面覆蓋的薄膜，能夠起到保護和美化的作用。如羊坤提出，層狀雙氫氧化物（Layered  Double Hydroxides,  LDHs）、冷噴涂、熱噴涂、物理氣相沉積、化學氣相沉積激光表面處理等技術也可以用來提升鎂合金的防腐蝕性能，但這些技術在汽車領域的商業化應用很少。具有可調水鎂石結構的 LDHs 實質是一種陰子黏土，它們獨特的層狀結構被認為是納米膠囊，能夠儲存和釋放緩蝕劑，有助于開發更多的功能化涂層。

具體在制作汽車輕量化鎂合金有機涂層的過程中，技術人員首先需要對于鎂合金的基材表面進行預處理，以清除表面的油污、銹蝕等雜質，提高涂層與基材的結合力。在此基礎上，主要利用涂布工藝將有機涂層材料均勻涂布在鎂合金基材表層。經過干燥或固化后的涂層將會形成完整的膜層，附著在鎂合金的基材表面。有機涂層主要用于防止腐蝕和紫外線損傷，還可以作為裝飾性涂層為汽車增加鮮艷的外觀和良好的質感。沈駿等提出采用預浸鋅法形成汽車表面涂層：一般用于為下一步的鍍層處理提供良好的基體，鍍鎳之前，在鎂合金表面預先鍍一層銅或鋅，這樣的中間層能顯著提高界面的韌性、結合強度和耐腐蝕性。

有機涂層用于車身的涂裝不僅增加車身美觀性，還具有良好的耐候性和防腐蝕性。經改良后的有機涂層可承受比較強的壓力和摩擦作用力，有效地保護汽車結構中的金屬基體，延長其使用壽命。典型如硅烷膜作為有機涂層薄膜可應用于汽車涂裝前期處理，對于保護汽車結構的穩定安全起到顯著作用。有機涂層還可以形成密實的氧化膜，其對于酸、堿、鹽等腐蝕性物質的腐蝕具有很好的抗性。如在汽車鎂合金的結構件使用過程中，處于惡劣運行環境下的電化學涂層仍能夠正常發揮保護作用。

陽極氧化技術的基本原理在于電解氧化，其主要指的是鎂元素與鎂合金的表面形成均勻氧化膜，其具有裝飾與保護的多種功能。鋁合金或者鎂合金等物質的陽極氧化處理集中體現在氧化轉化過程，技術人員需借助電解化學反應的形式促使氧化薄膜的生成。陽極氧化膜在顯微鏡下的結構形態如圖 1 所示。

化學轉化膜技術的本質在于金屬表面形成較薄的保護膜，經過化學反應轉化后的保護膜主要包括金屬材料的外層原子、陰離子反應形成的產物等。在成膜處理的階段中，關鍵在于保持一定的化學反應外部條件，促使金屬表面產生電化學反應或者其他化學反應。在此基礎上，化學反應后的轉化膜就會附著于鎂合金的結構表層，形成化合物的難溶性薄膜，顯著改善汽車輕量化結構的整體性能。近些年以來，化學轉化膜技術已經普遍應用于汽車輕量化的鎂合金結構件生產，充分顯示出化學轉化涂層在防腐處理中的優勢所在。目前研究人員普遍認為，化學轉化膜具有環境友好的特性，其不會排放有害或有毒的化學物質，且能夠適用于比較惡劣的外部環境中。與傳統的防腐涂層技術手段進行對比，經過技術改良后的化學轉化膜技術顯示出更好的綠色環保特征，化學轉化膜不會導致環境污染物的產生，化學轉化反應后的相關產物還可再次利用。

在汽車防腐保護的工作實踐中，電鍍技術旨在借助合金或非合金性質的保護薄膜來覆蓋鎂合金（主要為車身防腐應用）。在電鍍技術手段的輔助下，帶有金屬薄膜或者其他材料薄膜作為保護層的汽車結構就會更加耐磨且堅固，同時對于汽車車身以及其他結構部分的導電性能、美觀程度、反光性能都將實現較大程度的改善。汽車防腐保護中的化學鍍技術旨在借助一定強度的外部電流，促使溶液中的離子形態物質得到還原，并將其轉化為金屬，然后利用覆蓋鍍膜的形式將其沉也就是在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應產生金屬的沉積過程。與電鍍技術相比，化學鍍技術具有鍍層均勻、針孔小、不需直流電源設備、可在非導體上沉積和具有某些特殊性能等特點，因此更加適用于鎂合金的汽車輕量化材料防腐保護領域。

近年來，汽車工程技術人員正在著力研究有機涂層的鎂合金腐蝕防護技術，總體上取得較為突出的技術研究進展。如有機涂層可直接附著于汽車金屬結構件的表面，起到改善汽車結構美觀度、提升金屬耐磨性與抗腐蝕性等作用。在汽車輕量化材料的鎂合金防腐保護中創新應用有機涂層技術，通常需要采用干燥劑、緩蝕劑、穩定劑、黏結劑、特殊顏料等制作成型，然后經過涂層覆蓋保護處理來發揮金屬有機保護層的功能。例如，在鎂合金的化合物表面增加聚氧化乙烯（Polyeth- yleneoxide）或聚 2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯（Polye- thylene2,5-furandicarboxylate）兩種形式的防腐薄膜，可明顯改善鎂合金表面結構的抗腐蝕特性，還能達到改善車身美觀度與抗震性的目標。技術人員需要重視的是，有機化合物組成的汽車鎂合金防腐涂層可能會受到空氣中的固體顆粒污染，導致防腐有機涂層逐漸發生脫落或者嚴重氧化的現象。因此為了改善汽車鎂合金的有機防腐涂層使用效果，通常需要增加電泳涂層或者采取粉末噴涂保護的形式，借助電泳涂層、粉末涂層、特殊凝膠等形成更加堅固的等離子體聚合防腐層。

化學鍍技術相比于電鍍保護技術具有更好的汽車車身保護功能，并能夠延緩鎂合金表面結構的腐蝕、氧化速度。例如，石墨烯復合涂層的主要材料為石墨烯，技術人員采用化學鍍的形式將其附著在鎂合金的汽車材料表面，可延緩汽車車身結構的腐蝕，體現出化學鍍技術在汽車覆蓋保護方面的重要性。具體在技術應用中，相關人員需要及時察覺汽車結構的腐蝕隱患，準確測定汽車外部與內部金屬結構的腐蝕點，并采取切實有效的應對處理措施。采取化學鍍技術來取代傳統的電鍍技術，促使其發揮覆蓋保護的功能，從源頭入手加強汽車鎂合金材料的防腐保護力度。

汽車鎂合金結構或零件出現腐蝕的根源因素較為復雜，建立在多種防腐手段相結合基礎上的綜合保護措施更加有助于汽車使用性能改善。例如，鎂合金的氧化膜能夠在電解液的環境下快速生長，最終形成較為完整的弧形氧化薄膜。具體在汽車防腐的實踐領域，可考慮采用微弧氧化膜的電解促進生長技術。再如，適量石墨烯加入環氧富鎂涂層中可有效改善鎂顆粒與基體之間的電連接，且能夠改善涂層中鎂粉的利用率，降低鎂合金的腐蝕速度，并且沒有改變富鎂涂層中鎂粉的作用機制。因此，工程技術人員需要積極探索多種防腐保護手段的有機結合方案，集中體現在應用冷噴涂層保護、熱噴涂層保護、物理與化學氣相沉積保護等形式。如目前廣泛應用的冷噴涂層保護技術旨在將汽車鎂合金的基體結構材料暴露在空氣、氦氣與氮氣的混合氣體環境下，經過加速的固體粉末射流將會直接噴涂在鎂合金表面，形成堅固可靠的冷噴防腐保護層。改善鎂合金材料的環境敏感性還需采用熱噴涂層等防腐保護手段，促使鎂合金的汽車結構基體呈現更好的應力變形幅度，有效預防金屬結構件的應力變形風險。如Ni-Cu-P/ Ni-P 復合鍍層在經歷188h的鹽霧試驗后，宏觀腐蝕面積≤0.1%，保護等級為 9 級，可見其耐蝕性能明顯優于 Ni-P 鍍層和 Ni-Cu-P 鍍層。因此，在未來的技術研發工作中，重點在于利用 Ni-Cu-P/ i-P 的復合鍍層來制作車身部件（見圖3）或完整的車身結構。