专利名称：镁合金化学改性皮膜的非铬系处理的制作方法
技术领域：
本发明是一种对镁合金材料非铬系化学处理的方法及配方，特别是指一种运用非铬系元素对镁合金产品表面进行化学处理以形成适当的保护膜而达到保护、美化镁合金外壳目的的方法及配方。
随著各种电子器材日趋轻薄短小以及对其散热性能和电磁屏蔽性能提出较高要求，镁合金以其比重小、导热率高和表面电导率高等优点逐渐取代导热性能差且无电磁屏蔽性能的塑料成为新一代电子器材外壳材质的主流。但是由于镁合金在大气中容易被氧化，故采用化学改性在镁合金产品表面形成一层保护性膜成为业内人士研究的热点问题。
通常现有技术对镁合金化学改性采用铬系元素试剂，如美国专利第4676842号及道氏化学公司(Dow Chemical Company)的化学改性处理No．20(又称修正型铬酸制程)中，均采用铬酸盐溶液在加温的条件下对金属进行化学改性，以形成一层致密的保护性皮膜来防止金属被腐蚀。但是所形成的镁合金保护性皮膜中含有为凡赛尔公约所禁用的高污染性化学物质Cr3+，导致了日后对镁合金的回收造成困难。另外，处理槽中的含Cr3+的溶液所挥发出的有毒气体，会给作业员的健康造成威胁，并且处理槽中的溶液的排放也需要进行废水处理，但是Cr3+不容易沉降，将导致废水处理的成本提高。再者，整个处理作业环境温度较高，使处理槽中的铬系处理液容易挥发出来，对作业员的健康造成威胁，恶化作业环境。
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，进而提出一种能够取代传统铬酸系化学改性的配方及方法来降低环境污染，并且能够在远低于传统铬酸系化学改性温度的条件下进行处理的新型配方及方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的先取氢氟酸、二元醇等试剂配制1升表面处理酸洗溶液作为标准液。另取硝酸、锰酸盐、酸性氟化氨等试剂配制1升表面处理改性溶液作为标准液。
再将镁合金产品按如下处理流程进行非铬化学改性
将镁合金产品上料，先浸入脱脂槽中，在60～70℃的温度下通过超声波作用3～5分钟后，进入第一水洗槽和第二水洗槽中，在室温下分别用超声波清洗10～20秒，然后浸入装有非铬系酸洗溶液的酸洗槽中，在室温下通过超声波作用0．5～1．5分钟，酸洗后进入第三水洗槽和第四水洗槽中，在室温下分别用超声波来清洗10～20秒，再浸入装有非铬系改性溶液的改性槽中，加热至20～60℃通过超声波作用0．5～1．5分钟来在镁合金表面形成一层致密的保护性皮膜，改性后进入第五水洗槽和第六水洗槽，在室温下分别用纯水进行超声波清洗10～20秒，最后在60～70℃温度下加热50分钟将其烘干并下料。
比较现有技术，本发明具有以下优点1、处理过程中完全不须使用铬元素，减少对环境的污染。
2、降低镁合金产品及报废品回收困难度。
3、处理中产生的废水比较容易处理。
4、处理的温度远低于目前技术所采用的温度。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
在室温下用电子天秤精确称取氢氟酸40克及乙二醇30克置入烧杯中，向烧杯中加入少量水先行搅拌使药品充分溶解，溶解后倒入1000毫升量瓶中，以纯水正确添加至标线即配制出1升表面处理酸洗溶液。另外，用电子天秤精确称取硝酸5克、高锰酸钾30克及酸性氟化氨5克置入烧杯中，向烧杯中加入少量水先行搅拌使药品充分溶解，溶解后倒入1000毫升量瓶中，以纯水正确添加至标线即配制出1升化学改性溶液。然而，上述配方仅为本专利的一个较佳实施例，实际上，上述配方中各组份的浓度在正、负5％的范围内变化，仍在本专利所界定的范围之内，可以产生相同的功效。将镁合金产品上料，先浸入盛有碱性溶液及表面活性物质的脱脂槽中，加热到60～70℃，用超声波作用3～5分钟，使油脂通过与碱性溶液及表面活性物质发生皂化反应和乳化反应而溶解于水中，以达脱脂的目的。本方法各工序所采用超声波的作用在于利用超声波来使溶液中的微粒与金属发生振动，微粒振动并且冲击金属表面上的杂质微粒，使其受到剪切力而从金属表面上脱离下来，从而达到清洗金属表面的目的。脱脂后进入第一水洗槽和第二水洗槽中，在室温下分别通过超声波清洗10～20秒来去除镁合金表面上残余的碱性溶液及油脂分子。然后浸入盛有先前所配制的酸洗溶液的酸洗槽中，在室温下通过超声波作用0．5～1．5分钟，微蚀金属表面以去除产品表面生成的氧化物，使金属层暴露出来，以便于其在改性处理工序中与改性溶液直接接触，另外还可以有中和脱脂后产品上残余的碱性物质的作用。酸洗后进入第三水洗槽和第四水洗槽中，在室温下分别通过超声波清洗10～20秒来去除镁合金表面上残余的氧化物微粒及酸性溶液。再浸入装有先前所配制的改性溶液的改性槽中，加热至20～60℃通过超声波作用0．5～1．5分钟来在镁合金表面氧化形成一层致密的保护性皮膜。改性后进入第五水洗槽和第六水洗槽，在室温下分别用纯水通过超声波清洗10～20秒来去除镁合金表面上残余的化学试剂。最后在60～70℃温度下加热50分钟将其烘干并下料。
权利要求
1.一种镁合金外壳非铬系化学改性处理的酸洗溶液配方，其特征在于该酸洗溶液配方至少包括氢氟酸，二元醇等试剂。
2.如权利1要求所述的酸洗溶液配方，其特征在于该氢氟酸试剂的质量浓度为40％，该氢氟酸试剂在酸洗溶液中的质量浓度为52％～62％。
3.如权利2要求所述的酸洗溶液配方，其特征在于该二元醇试剂在酸洗溶液中的质量浓度为38％～48％。
4.一种镁合金外壳非铬系化学改性处理的改性溶液配方，其特征在于该改性溶液配方至少包括硝酸，锰酸盐，酸性氟化氨等试剂。
5.如权利4要求所述的改性溶液配方，其特征在于该硝酸试剂的质量浓度为65％，该硝酸试剂在改性溶液中的质量浓度为7％～17％。
6.如权利5要求所述的改性溶液配方，其特征在于该锰酸盐试剂在改性溶液中的质量浓度为66％～86％。
7.如权利6要求所述的改性溶液配方，其特征在于该酸性氟化氨在改性溶液中的质量浓度为7％～17％。
8.一种镁合金外壳非铬系化学改性处理的方法，其包括脱脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道纯水清洗工序，烘干工序。其特征在于(a)在脱脂工序中温度控制在60～70℃下处理3～5分钟；(b)在酸洗工序中温度控制在室温，采用非铬系酸洗溶液处理0．5～1．5分钟；(c)在改性工序中温度控制在20～60℃，采用非铬系改性溶液处理0．5～1．5分钟；(d)在烘干工序中温度控制在60～70℃，处理50分钟；(e)在水洗工序中温度控制在室温下处理10～20秒；(f)在上述各工序中至少有一项采用超声波处理。
9.如权利8要求所述的化学改性方法，其特征在于该酸洗工序中所采用的酸洗溶液至少包括氢氟酸，二元醇试剂。
10.如权利9要求所述的化学改性方法，其特征在于该改性工序中所采用的改性溶液至少包括硝酸，锰酸盐，酸性氟化氨试剂。
11.一种镁合金外壳非铬系化学改性处理的方法，其包括脱脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道纯水清洗工序，烘干工序。其特征在于在酸洗工序及水洗工序中所采用的温度范围为25～35℃。
12.如权利11要求所述的化学改性方法，其特征在于在酸洗工序及水洗工序中所采用的最佳温度为25℃。
13.一种镁合金外壳非铬系化学改性处理的方法，其包括脱脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道纯水清洗工序，烘干工序。其特征在于在脱脂工序，酸洗工序，改性工序及水洗工序中均采用超声波进行处理。
全文摘要
本发明是一种运用非铬系元素对镁合金材料进行化学处理以形成适当的保护膜的方法而达到保护、美化镁合金产品的目的。它包括脱脂工序,酸洗工序,改性工序,烘干工序,所采用的酸洗溶液包括氢氟酸,二元醇等,改性溶液包括硝酸,锰酸盐,酸性氟化氨等。本发明具有降低环境污染及降低作业温度的优点。
文档编号C23C22/57GK1294205SQ9911718
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月31日 优先权日1999年10月31日
发明者赖资源, 黄国伦, 林永健, 郭慧中 申请人:富金精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司