使用传统的电火花加工（EDM）技术在镁合金AZ31表面镀铜，以提高其耐腐蚀性能

《Scientific Reports》：Copper coating of magnesium alloy AZ31 using conventional electrode EDM for enhanced corrosion resistance

　　

摘要

像AZ31这样的镁合金在生物医学应用中具有很大的潜力；然而，它们在生理环境中的快速腐蚀限制了其使用范围。许多用于提高耐腐蚀性的表面改性技术（包括粉末混合电火花加工（EDM））会增加工艺复杂性，并且重复性有限。在这项研究中，采用传统的电极电火花加工方法对AZ31镁合金进行了表面改性，而无需使用外部粉末。通过田口L9实验设计研究了峰值电流、脉冲开启时间、脉冲关闭时间和间隙电压对表面完整性、机械性能和腐蚀行为的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对表面和相结构进行了表征，同时通过磷酸盐缓冲盐水（PBS）中的电位动力学极化测试评估了腐蚀性能。结果表明，在优化条件下，电火花加工形成了一层连续的铜涂层（厚度约为50–60微米），表面粗糙度降低，表面硬度提高。电化学测试显示腐蚀电流密度从9.49 μA/cm2降至2.42 μA/cm2，相应的腐蚀速率从0.111 mm/year降低到0.028 mm/year，提高了约75%。这些发现表明，传统的电极电火花加工是一种实用的方法，可以改变AZ31镁合金的表面特性并改善其腐蚀行为，对于可降解植入物的相关应用具有潜在价值。