镁铝合金成型铸件表面处理方法与流程

1.本发明涉及镁铝合金铸件加工技术领域，特别涉及一种镁铝合金成型铸件表面处理方法。


背景技术：

2.镁铝及其合金按成分不同，主要分为mg-al-mn系、mg-al-zn-mn系、mg-al-si-mn系、mg-al-re系。镁铝合金的密度小，约为铝密度的2/3，具有较高的比强度和比刚度，以及极强的减震性，抗电磁波干扰能力强，具有良好的尺寸稳定性、机械加工性、导电导热性等，在汽车、电子电器、航空等众多领域中获得广泛关注。
3.镁铝合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用比铝合金还多的金属材料。然而，镁铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，镁铝合金在潮湿、含工业气体、燃料气体、盐分和尘埃大气等环境中使用时极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等，限制其应用范围，缩短镁铝合金的使用寿命。所以为满足工业的不同要求和延长其使用寿命，在金属表面进行装饰和保护性处理十分必要。
4.有鉴于此，本发明提出了一种镁铝合金成型铸件表面处理方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，可以有效解决镁铝合金铸件易腐蚀、使用寿命短的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，具体步骤如下：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，得到成品镁铝合金铸件。
7.优选的，s1中对镁铝合金铸件表面进行打磨的具体过程为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目和1200
目。
8.优选的，s2中对经过打磨后的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理的具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理。
9.优选的，所述微弧氧化工艺参数为：电流密度35-40ma/cm2，正、负脉冲占空比各5～20％，频率为500-900hz，通电时间45-55s，电解液温度25～40℃，电压300-500v。
10.优选的，所述s3中所采用的酸性溶液为浓度8-10g/l的磷酸钠溶液，浸泡时间为8-10分钟。
11.优选的，所述s4中所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇4-10份、硅烷偶联剂5-12份、酒石酸钠3-5份、环氧树脂2-6份、纳米碳酸钙3-10份、蒸馏水45-52份。
12.优选的，将经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到所述表面处理剂中进行浸泡的时间为6-8h。
13.优选的，所述s5中将经过表面处理剂浸泡后的镁铝合金铸件进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm。
14.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中，通过首选去除镁铝合金成型铸件表面自然形成的氧化层，然采用微弧氧化的方法在镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，并且采用磷酸钠溶液浸泡形成一定数量的小孔，通过加入纳米耐酸钙，与上述的硅烷偶联剂、环氧树脂以及聚乙烯醇配合，硅烷偶联剂不仅可以与聚乙烯醇以及环氧树发生部分交联，且聚乙烯醇和硅烷偶联剂之间的氢键作用提高了表面处理剂浸泡后的镁铝合金铸件的粘结性能，同时利用氧化膜层上酸浸形成的小孔提高了表面处理剂与镁铝合金铸件之间的附着能力和黏结效果，从而提高了表面处理剂的稳定性和渗透性，使得保护层不易脱落，提高了镁铝合金铸件的耐腐蚀性。
附图说明
15.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
16.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
17.镁铝合金铸件在自然氧化过程中其表面会自然形成一层氧化层，但是自然形成的氧化层厚度不够均匀，且其耐磨耐腐蚀性较差，本技术人在研究过程中发现，硅烷偶联剂可以与聚乙烯醇以及环氧树脂配合使用，在实践中，硅烷偶联剂不仅可以与聚乙烯醇以及环氧树发生部分交联，且聚乙烯醇和硅烷偶联剂之间的氢键作用提高了表面处理剂浸泡后的铝合金铸件的粘结性能，同时，采用微弧氧化的方法在镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，并且可采用磷酸钠溶液浸泡形成一定数量的小孔，通过加入纳米耐酸钙，与上述的硅烷偶联剂、环氧树脂以及聚乙烯醇配合，利用小孔提高了表面处理剂与镁铝合金铸件之间的附着能力和黏结效果，从而提高了表面处理剂的稳定性和渗透性，使得保护层不易脱落，提高了镁铝合金铸件的耐腐蚀性。
18.具体的，下面结合具体实施例来对本发明所公开的镁铝合金成型铸件表面处理方法进行具体说明：实施例1本实施例公开的一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，其采用如下具体步骤实现：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层，具体为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目和1200目；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理；其中，微弧氧化工艺参数为：电流密度35ma/cm2，正、负脉冲占空比各5％，频率为500hz，通电时间45s，电解液温度25℃，电压300v；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；具体的，所采用的酸性溶液为浓度8g/l的磷酸钠溶液，具体浸泡时间为8分钟；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层，具体的，所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇4份、硅烷偶联剂5份、酒石酸钠3份、环氧树脂2份、纳米碳酸钙3份、蒸馏水45份，且将镁铝合金铸件放入到表面处理剂中浸泡的时间为6；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，其中进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm，得到成品镁铝合金铸件。
19.实施例2本实施例公开的一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，其采用如下具体步骤实现：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层，具体为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目和1200目；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理；其中，微弧氧化工艺参数为：电流密度36ma/cm2，正、负脉冲占空比各10％，频率为600hz，通电时间47s，电解液温度30℃，电压320v；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，
使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；具体的，所采用的酸性溶液为浓度8g/l的磷酸钠溶液，具体浸泡时间为8分钟；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层，具体的，所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇5份、硅烷偶联剂7份、酒石酸钠3份、环氧树脂4份、纳米碳酸钙5份、蒸馏水46份，且将镁铝合金铸件放入到表面处理剂中浸泡的时间为6h；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，其中进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm，得到成品镁铝合金铸件。
20.实施例3本实施例公开的一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，其采用如下具体步骤实现：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层，具体为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目和1200目；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理；其中，微弧氧化工艺参数为：电流密度38ma/cm2，正、负脉冲占空比各13％，频率为700hz，通电时间42s，电解液温度30℃，电压400v；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；具体的，所采用的酸性溶液为浓度9g/l的磷酸钠溶液，具体浸泡时间为9分钟；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层，具体的，所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇7份、硅烷偶联剂8份、酒石酸钠4份、环氧树脂5份、纳米碳酸钙8份、蒸馏水50份，且将镁铝合金铸件放入到表面处理剂中浸泡的时间为7h；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，其中进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm，得到成品镁铝合金铸件。
21.实施例4本实施例公开的一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，其采用如下具体步骤实现：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层，具体为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目
和1200目；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理；其中，微弧氧化工艺参数为：电流密度38ma/cm2，正、负脉冲占空比各18％，频率为800hz，通电时间50s，电解液温度35℃，电压450v；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；具体的，所采用的酸性溶液为浓度10g/l的磷酸钠溶液，具体浸泡时间为10分钟；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层，具体的，所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇9份、硅烷偶联剂10份、酒石酸钠5份、环氧树脂5份、纳米碳酸钙8份、蒸馏水50份，且将镁铝合金铸件放入到表面处理剂中浸泡的时间为9h；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，其中进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm，得到成品镁铝合金铸件。
22.实施例5。
23.本实施例公开的一种镁铝合金成型铸件表面处理方法，其采用如下具体步骤实现：s1、对压铸成型后的镁铝合金铸件表面进行打磨，去除其表面因自然氧化形成的氧化层，具体为：利用砂纸首先沿同一方向对镁铝合金铸件表面进行首次打磨，然后再采用同样目数的砂纸沿垂直于首次打磨的方向进行再次打磨，直至镁铝合金划痕消失，重复上述步骤3次即完成打磨操作，并且3次打磨过程中所采用的砂纸目数依次为：800目、1000目和1200目；s2、对经过打磨处理的镁铝合金铸件进行微弧氧化处理，于镁铝合金铸件表面形成氧化膜层，具体方法为：将经过打磨处理的镁铝合金铸件作为电解槽阳极，另取不锈钢容器作为电解槽阴极，采用电流密度恒定的脉冲电流对镁合金进行微弧氧化处理；其中，微弧氧化工艺参数为：电流密度40ma/cm2，正、负脉冲占空比各20％，频率为900hz，通电时间55s，电解液温度40℃，电压500v；s3、将经过微弧氧化的镁铝合金铸件采用酸性溶液浸泡对其表面进行活化处理，使得镁铝合金铸件表面经微弧氧化而形成的氧化膜层部分溶解，形成致密的小孔；具体的，所采用的酸性溶液为浓度10g/l的磷酸钠溶液，具体浸泡时间为10分钟；s4、将上述经过酸性溶液处理的镁铝合金铸件放入到表面处理剂中进行浸泡，使表面处理剂与s3中形成的致密的小孔结合于镁铝合金铸件表面形成防护层，具体的，所采用的表面处理剂由如下各重量份的组份组成：聚乙烯醇10份、硅烷偶联剂12份、酒石酸钠5份、环氧树脂6份、纳米碳酸钙10份、蒸馏水52份，且将镁铝合金铸件放入到表面处理剂中浸泡的时间为6-8h；s5、将经过表面处理剂浸泡处理后的镁铝合金铸件烘干、抛光，其中进行烘干的温度为60℃，打磨抛光完成后所述防护层的厚度为0.5-1mm，得到成品镁铝合金铸件。
24.针对上述实施例1-5中的的镁铝合金成型铸件（尺寸：15cm*10cm*1.3cm）进行如下测试，测试结果见表1，测试方式如下：1、耐酸性测试：将镁铝合金成型铸件放置于15％的浓硫酸中浸泡1000h，浸泡面积为镁铝合金成型铸件总面积的50％，测试结果见表1。
25.2、耐碱性测试：将镁铝合金成型铸件放置于20％的氢氧化钠溶液中浸泡1000h，浸泡面积为镁铝合金成型铸件总面积的50％，测试结果见表1。
26.3、耐中性烟雾测试：根据gb/t1771-2007耐中性盐雾性，具体测试试样经2000h盐雾试验后的锈蚀面积比例，测试结果见表1。 耐酸性测试腐蚀面积比例（％）耐碱性测试腐蚀面积比例（％）耐中性盐雾测试腐蚀面积比例（％）实施例110.913.23.4实施例210.312.32.7实施例39.211.92.1实施例48.911.41.8实施例59,812.72.5
27.表1：实施例1-5中经过表面处理的镁铝合金成型铸件的性能测试结果根据上表可以知道的是，由本发明公开的镁铝合金成型铸件表面处理方法对镁铝合金成型铸件进行表面处理后，镁铝合金成型铸件的耐腐蚀性具有显著的提升，尤其是实施例3中，其经处理后的镁铝合金成型铸件耐酸性、耐碱性以及耐中心烟雾性能最佳。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。