一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及处理方法

文档序号:3384821阅读:570来源:国知局

专利名称::一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及处理方法
技术领域
:本发明是关于一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及处理方法。
背景技术
:常用的轻金属素材有三种钛、铝、镁,而镁是其中最轻者。镁的密度为1.78克/厘米3,为铝的2/3,钛的2/5。且镁合金具有耐热、减震、强度高、易于压铸成型、可直接回收等优点。因为重量轻,镁合金被广泛应用于航空航天领域。最近几年镁合金也被大量用于制造笔记本电脑及一些电子产品的外壳。另外,镁合金也是汽车轻量化最具吸引力的结构材料之一。目前许多国家都在研制新型镁合金压铸技术。在家用轿车上,如驾驶盘、座椅架、变速箱等部件上有着广泛的应用前景。但是,镁是极活泼的金属,标准电极电位为-2.36伏,在空气中即与氧形成脆而疏松的氧化膜,因此镁合金的耐腐蚀性很差,制约了镁合金的使用。因此,镁合金结构材料在使用前要进行适当的表面处理,以提高它的耐腐蚀性,这对发挥镁及镁合金的性能优势有着重要的意义。CN1837407A公开了一种镁或其合金的表面处理方法,该方法包括先对工件表面进行除油处理,然后,将镁或其合金浸入处理液中并搅拌溶液,浸泡温度为室温,浸泡时伺为0.5-10分钟,上述处理液由质量百分比为0.5-10%的草酸、质量百分比为0.5-15%的磷酸、质量百分比为1-10%的氟化氢铵、质量百分比为1-3%的缓蚀剂和质量百分比为0.0005-0.001%的润湿剂以及余量为去离子水组成。该镁合金的表面处理方法包括先对镁合金进行预处理——除油处理,然后与酸性溶液接触,进行酸洗。该方法通过将镁或其合金浸泡在上述酸处理液中以除去镁或其合金表面的氧化膜、氧化皮及带应力的塑性变形表层皮。该方法所采用的酸处理液中含有具有毒性的化学药品氟化氢铵,它水解后会产生H+和F—,这种酸处理液相当于传统的氟化氢处理液,对人体和环境有害。另外,该法所形成的氟化镁膜薄层使镁或其合金表面活化不足,在进一步用化学转化液处理时,形成的转化膜不均匀,耐腐蚀性能不理想,且转化膜的表面电阻高,转化膜的表面电阻过高会限制镁合金的应用,如在转化膜表面做电泳漆前,要求镁合金的转化膜具有强导电性,若转化膜的表面电阻过高会影响镁合金的导电性,且漆膜的结合力差。酸洗后还可以进一步将镁合金与化学转化处理液接触,使镁合金与化学转化处理液接触是为了在镁合金表面形成由氧化物或金属盐形成的钝化膜,以起到对镁合金表面的防腐蚀作用。现有技术中通常采用铬系元素溶液对镁合金进行化学转化处理,以形成一层致密膜防止镁合金被腐蚀。传统的铬酸盐处理工艺虽然效果良好,但是其中含有六价铬离子,毒性大,污染环境,且废液处理的成本较高。同时,在用含有重金属盐的化学氧化液对镁合金进行化学氧化的场合,金属进行再循环利用时,重金属元素会成为杂质,影响合金的组成。因此,釆用无铬化学转化处理液对镁合金进行表面处理的方法越来越受到人们的重视。CN1386902A公开了一种用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质,该方法采用的化学转化试剂包括磷酸根离子和高锰酸根离子,并且其pH值为1.5-7。所述磷酸根离子的来源包括磷酸盐,如,磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和正磷酸,高锰酸根离子的来源包括高锰酸钾、高锰酸钠和高锰酸铵的水溶液。该处理方法包括将镁合金基质与上述化学转化试剂接触,该方法还可以包括在将镁合金基质与上述化学转化试剂接触之前,将所述镁合金基质预先进行脱脂、酸浸和去酸洗泥处理;所述酸浸所用的酸至少包含选自硫酸、硝酸、磷酸和含氟化合物中的一种酸;优选为氟硅酸和正磷酸混合水溶液或者硫酸或硝酸水溶液。该方法虽然可以在镁合金基质表面形成转化膜,但是,该转化膜的耐腐蚀性和漆膜结合力均较差,不如由铬酸盐法获得的转化膜,且转化膜层不均匀,易出现金属亮点。
发明内容本发明的目的是克服现有的镁合金表面处理方法中采用的处理溶液对镁合金表面的活化性能差、且具有毒性会危害人体健康和对环境造成污染的缺陷,提供一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及能够使镁合金表面得到充分活化的环保的镁合金表面的处理方法。本发明的发明人发现,用酸对镁合金进行清洗的效果的好坏,往往是后续处理工序成功与否的关键。对于压铸件,经常使用含有铬酸、氢氟酸、硝酸、磷酸、硫酸和氟硅酸中的一种或几种酸的混合溶液进行清洗,这些酸在清洗镁合金氧化膜和变质层的同时往往会腐蚀镁合金深层基材,不能使镁合金表面得到充分活化,且合金表面会残留有灰膜,灰膜是酸腐蚀镁合金氧化膜和变质层时残留在镁合金基体上的黑色物质,若不能清除干净会影响后续化学处理工艺中形成的钝化膜的附着力、耐腐蚀性以及漆膜结合力。且上述酸中还含有铬、氰、氟、锰、硼等有害物质,不但会危害人体健康,还会对环境造成污染。本发明提供了一种用于处理镁合金表面的酸性溶液,该酸性溶液为含有酸、缓蚀剂和润湿剂的水溶液,其中,所述酸为第一种酸,或者第一种酸与第二种酸的混合物,所述第一种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种,所述第二种酸为盐酸和/或硝酸。本发明提供了一种镁合金表面的处理方法,该方法包括将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触,所述酸性溶液为含有酸、缓蚀剂和润湿剂的水溶液,其中,所述酸为第一种酸,或者第一种酸与第二种酸的混合物,所述第-种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种,所述第二种酸为盐酸和/或硝酸。采用本发明所述酸性溶液能够将镁合金表面的氧化膜、变质层、腐蚀产物和金属偏析彻底清除,不会在合金表面残留灰膜,且不会腐蚀镁合金深层基材,使镁合金表面得到充分活化,更重要的是,该方法能够为后续化学转化处理工序提供一种洁净的、高活性的均匀镁合金表面,能够保证在经过化学转化处理后镁合金表面形成的转化膜膜层致密,耐腐蚀性以及与漆膜的结合力良好。且膜层厚度均一,电阻低,电磁波屏蔽性能良好。此外,本发明的处理方法采用的处理液不含有铬、氰、氟、锰、硼等有害物质,因此不会危害人体健康,也不会对环境造成污染,是一种对环境友好的处理方法。具体实施例方式按照本发明提供的用于处理镁合金表面的酸性溶液,所述第一种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种;所述氨基酸可以是已有的任何氨基酸,通常可以是常见的20种基本氨基酸中的一种或几种,如丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸;优选为水合乙醛酸、甲酸、乙酸、草酸和酒石酸中的一种或几种;所述第二种酸为对镁合金不活泼的酸,优选为盐酸和/或硝酸。在所述酸性溶液中,所述第二种酸与第一种酸的重量比为0-0.2:1,优选为0.1-0.15:1。本发明所述酸性溶液中的酸不会与镁合金中的Mg^生成沉淀物层,采用本发明所述的酸性溶液能够将镁合金表面的氧化膜、变质层、腐蚀产物和金属偏析彻底清除,不会在合金表面残留灰膜,且不会腐蚀镁合金深层基材,使镁合金表面得到充分活化,更重要的是,该方法能够为后续的化学转化处理提供一种洁净的、高活性的均匀镁合金表面。本发明所述酸性溶液中的缓蚀剂可以是本领域常规的各种缓蚀剂,如油酸三乙醇胺、油酸二乙醇胺、三乙醇胺、六次甲基四胺、硫脲、苯并三氮唑、葡萄糖酸钠、苯甲酸钠、硅酸钠、硝酸钠、氯化烷基吡啶铵盐、咪唑啉系化合物以及油酰肌氨酸盐中的一种或几种,优选为六次甲基四胺和葡萄糖酸钠的混合物。所述缓蚀剂可以在镁合金表面和酸浸蚀液之间形成一层隔离物质,从而阻止了镁合金的不断溶解,起到缓蚀作用,同时也可以防止因氢气析出而产生的"氢脆"现象的发生。镁合金表面发生"氢脆"现象时,其表面会出现很多小气孔,严重影响镁合金的清洗质量,导致经过后续化学转化处理得到的转化膜的附着力、耐腐蚀性和漆膜结合力等性能不佳。本发明所述的酸性溶液中的润湿剂的种类为本领域技术人员所公知,如可以为非离子表面活性剂或磺酸盐型阴离子表面活性剂中的一种或几种,如OP乳化剂、吐温乳化剂,如Tween80和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种,优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。所述润湿剂能排斥镁合金表面所吸附的气体,有利于酸性溶液与镁合金表面的接触。按照本发明,所述酸性溶液中的酸、缓蚀剂和润湿剂的重量比为1:0.1-0.8:0.01-0.08,优选为l:0.15-0.5:0.01-0.05。本发明所述酸性溶液中还可以含有稳定剂,所述稳定剂.可以选自柠檬酸、羟基乙酸、乙二胺四乙酸及它们的盐中的一种或几种;其中,所述柠檬酸还可以作为稳定剂与镁离子络合,上述稳定剂均极易与镁离子络合,且所生成的络合物不会在水溶液中形成沉淀,能显著提高酸性溶液的使用寿命。所述稳定剂与酸性溶液中酸的重量比为0.1-0.2:1,优选为0.1-0.15:1。按照本发明提供的处理方法,与酸性溶液接触的温度可以是室温至不高于所述酸性溶液中酸的沸点,为了保护工作环境且避免由于过度的侵蚀或过量的污物形成物而造成的损害,与酸性溶液接触的温度优选为20-70°C,更优选为25-65°C;与酸性溶液接触的时间为10秒钟-5分钟,优选为10秒钟-2分钟;所述酸性溶液的pH值通常为1-5。镁合金时常被在浇铸操作中用作脱模剂的乳化油严重污染,而且根据合金的浇铸条件,在合金表面可以出现离析层。在此情况下,为了保证酸洗及随后优选包括的化学转化处理的进行,需要在将镁合金与酸性溶液接触前与脱脂液接触。将镁合金与脱脂液接触,能够将镁合金表面的油脂和氧化物以及加工过程中渗入镁合金的脱模剂和切削液去除,所述脱脂液为含有选自磷酸三钠、碳酸钠和硅酸钠中的一种或几种钠盐的水溶液。所述脱脂液中还可以含有表面活性剂,所述表面活性剂可以选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚和含有烷基苯酚聚氧乙烯醚的表面活性剂,如OP-10中的一种或几种。在每升脱脂液中,所述钠盐的含量为10-40克,优选为15-30克;所述表面活性剂的含量为0-5克,优选为0.5-3克。所述脱脂液的pH值为8-14,与所述脱脂液接触的温度可以为30-80°C,优选为40-7(TC;与脱脂液接触的时间可以为l-40分钟,优选为3-30分钟。按照本发明的方法,在将所述镁合金进行脱脂和酸处理后,除去了镁合金表面的氧化膜、变质层、腐蚀产物和金属偏析等从而对合金表面进行了活化,优选情况下,为了使镁合金表面获得具有极佳耐腐蚀性、高漆膜结合力和低表面电阻性能的转化膜,该方法还包括该在将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触后,与化学转化处理液接触,以促进镁合金表面氧化膜的生成,增加膜的致密性和光泽度。所述化学转化处理液的种类、组成以及与化学转化处理液接触的方法和条件为本领域技术人员所公知,本发明优选采用的化学转化处理液为含有水溶性磷酸盐、磷酸和成膜助剂的水溶液,所述水溶性磷酸盐作为成膜剂能够在镁合金表面形成一层致密的转化膜,所述水溶性磷酸盐可以选自磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾和磷酸二氢镁中的一种或几种;所述成膜助剂有助于磷酸二氢盐在镁合金表面的成膜,所述成膜助剂可以为偏钒酸钠、偏钒酸铵、偏钒酸钾、硝酸镁和硝酸钠中的一种或几种。所述化学转化处理液中含有的磷酸在提供氢离子的同时,还能够提供磷酸根离子,有助于与成膜助剂作用而使形成的转化膜细化、致密。所述化学转化处理液中的水溶性磷酸盐、磷酸和成膜助剂的重量比为5-50:1-17:1,优选为5-20:1-10:1。在将镁合金进行化学转化处理的过程中,优选调节所述处理液的pH值为1-6,所述调节处理液pH值的方法可以采用常规的方法,如采用酸碱调节剂进行调节,如,氢氧化钠水溶液、氨水或磷酸水溶液等来进行调节。在化学转化处理过程中,与所述化学转化处理液接触的温度为15-60°C,优选为20-55。C;与化学转化处理液接触的时间为IO秒钟-IO分钟,优选为30秒钟-3分钟。按照本发明,在将镁合金与酸性溶液接触进行酸洗后,镁合金表面还会多少残存有少量酸性溶液以及偏析金属间化合物残膜和氧化物残膜,为了使镁合金表面更光滑洁净,以及更有利于与化学转化处理液接触后形成更均匀、致密的转化膜,更优选情况下,该方法还包括,在将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触后,在与化学转化液接触前,与碱性溶液接触。在将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触后,在与化学转化液接触前,与碱性溶液接触,以除去镁合金表面残留的少量酸性溶液以及偏析金属间化合物残膜和氧化物残膜,所述碱性溶液的种类、组成以及与碱性液接触的方法和条件为本领域技术人员所公知,本发明优选采用的碱性溶液为碱金属化合物的水溶液,所述碱金属的化合物可以选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、偏磷酸钠和偏磷酸钾中的一种或几种。在与碱性溶液接触的过程中,对所述碱性溶液的浓度没有特别限制,优选情况下,所述碱性溶液的pH值为8-14,与碱性溶液接触的温度为30-80°C,优选为50-80°C;与碱性溶液接触的时间为10秒钟-5分钟,优选为1-3分钟。按照本发明提供的方法,该方法还包括在每个处理工序之间的水洗工序,水洗的方法可以采用本领域所熟知的各种水洗方法,如人工水洗或者超声波水洗。对所述每个处理工序之间的水洗次数和水洗条件没有特别限制,只要将镁合金表面的处理液充分去除洗净即可。所述水洗的温度优选为10-60°C。优选情况下,在所述脱脂处理后的水洗次数为1-3次;在所述酸处理后的水洗次数为2-4次;在所述碱性溶液处理后的水洗次数为2-4次;在所述化学转化处理后进行的水洗次数为1-3次。水洗工序所用的水为现有技术中的各种水,如市政自来水、去离子水、蒸馏水、纯净水或者它们的混合物。所述将镁合金依次与各个处理工序中的处理液接触的方法优选为将镁合金浸泡在处理液中,或者用处理液淋洗镁合金,优选还可以将镁合金在超声波中浸泡,以保证镁合金与每个处理步骤所采用的处理液的充分接触。所述对镁合金表面进行处理的方法还包括在最后的水洗处理后的干燥处理,所述干燥的方法可以采用本领域技术人员公知的方法,如真空千燥、向然干燥和鼓风干燥等。所述干燥的温度为室温至150°C,优选为80-13(TC;千燥的时间为10-60分钟,优选为20-40分钟。本发明提供的方法能够对任意形式的镁合金进行表面处理,在本发明的具体实施例中采用AZ91D压铸制品作为表面处理的样品。下面将通过实施例来更详细地描述本发明。实施例1该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法。(1)脱脂处理将29克磷酸三钠和1克表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶解于1000克水中,搅拌均匀,得到脱脂液。在60。C下,将尺寸为80X50X2毫米的AZ91D(南京云海特种金属有限公司)压铸镁合金制品在上述磷酸三钠脱脂液中超声波浸泡IO分钟,取出,降温至室温,再将镁合金在去离子水中超声波水洗2次,每次2分钟,以充分将脱脂液清洗干净。(2)酸处理将20毫升水合乙醛酸、3克六次甲基四胺、3克葡萄糖酸钠和1克脂肪醇聚氧乙烯醚与1000克水混合均匀,得到pH值为2.5的酸性水溶液。在50。C下,将经过步骤(1)处理后的镁合金在上述酸性水溶液中浸泡1分半钟,取出,降温至室温,再将镁合金在去离子水中人工摇动水洗2次,每次3分钟以充分将酸性溶液清洗干净。将经过上述步骤处理后的镁合金在13(TC下干燥30分钟,得到经过表面处理后的镁合金。实施例2该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法按照实施例1的方法对镁合金进行脱脂处理和酸处理,不同的是,所述酸处理步骤中的酸性溶液为将20毫升水合乙醛酸、l克脂肪醇聚氧乙烯醚、4克拧檬酸、3克六次甲基四胺和3克葡萄糖酸钠与1000克水混合得到的pH值为2.5的酸性水溶液。实施例3该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法按照实施例1的方法对镁合金进行脱脂处理和酸处理,不同的是,所述酸处理步骤中的酸性溶液为将20毫升水合乙醛酸、2毫升硝酸、l克脂肪醇聚氧乙烯醚、3克六次甲基四胺、3克葡萄糖酸钠与1000克水混合得到的pH值为1.5的酸性水溶液。实施例4该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法按照实施例1的方法对镁合金进行脱脂处理和酸处理,不同的是,所述酸处理步骤中的酸性溶液为将20毫升水合乙醛酸、2毫升硝酸、l克脂肪醇聚氧乙烯醚、4克乙二胺四乙酸、3克六次甲基四胺、3克葡萄糖酸钠与IOOO克水混合得到的pH值为1.5的酸性水溶液。实施例5该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法按照实施例1的方法对镁合金进行脱脂处理和酸处理,不同的是,在酸处理后,将镁合金继续与化学转化处理液接触。所述化学转化处理液为将20克磷酸二氢钙、6克磷酸、1克偏矾酸钠溶解于1000克水中,混合搅拌均匀,得到pH值为2.5的化学转化处理液。在45'C下,将经过酸洗后的镁合金在上述处理液中浸泡45秒,取出,降温至室温,再将镁合金在去离子水中人工摇动水洗2次,每次水洗2分钟,以充分将化学转化处理液清洗干净。将经过上述步骤处理后的镁合金在13(TC下千燥30分钟,得到经过表面处理后的镁合金。实施例6该实施例说明本发明提供的镁合金表面的处理方法按照实施例5的方法对镁合金进行脱脂处理、酸处理并与化学转化处理液接触,不同的是,在酸处理后,并在将镁合金与化学转化处理液接触之前,将镁合金与碱性溶液接触。所述碱性溶液为将35克氢氧化钠溶于1000克水中,混合均匀,得到pH值为14的碱性水溶液。在75'C下,将经过酸洗后的镁合金在上述碱性处理液中浸泡3分钟,取出,降温至室温,再将镁合金在去离子水中人工摇动水洗2次,每次水洗2分钟,以充分将碱性溶液清洗干净。然后与化学转化处理液接触并干燥后得到经过表面处理后的镁合金。实施例7该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例5的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性水溶液为实施例3中所述的酸性溶液,与所述酸性溶液接触的温度为50°C,与所述酸性溶液接触的时间为50秒钟。实施例8该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例6的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性水溶液为实施例3中所述的酸性溶液,与所述酸性溶液接触的温度为50°C,与所述酸性溶液接触的时间为90秒。实施例9该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例6所述的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性水溶液为实施例4中所述的酸性溶液,与所述酸性溶液接触的温度为55°C,与酸性溶液接触的时间为1分钟。实施例10该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例6所述的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性溶液为将2毫升盐酸、1.5毫升硝酸、20毫升水合乙醛酸、5毫升酒石酸、4克柠檬酸、4克葡萄糖酸钠、2克三乙醇胺、0.5克Tween80、4克乙二胺四乙酸与1000克水混合得到pH值为3的酸性水溶液,与所述酸性溶液接触的温度为58°C,与所述酸性溶液接触的时间为90秒。该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例6的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性溶液为将2.5毫升盐酸、10毫升水合乙醛酸、5毫升甲酸、5毫升乙酸、5毫升酒石酸、2克油酸二乙醇胺、2克三乙醇胺、0.5克Tween80、3克羟基乙酸与1000克水混合得到pH值为3的酸性水溶液。所述碱性水溶液为将20克氢氧化钾和10克碳酸钠溶解于1000克水中得到pH值为13的碱性水溶液,与所述碱性水溶液接触的温度为75°C,与所述碱性水溶液接触的时间为30秒。所述化学转化处理液为将40克磷酸二氢钙、10克磷酸和2.5克偏矾酸铵溶解于1000克水混合搅拌均匀后得到pH值为3的化学转化处理液。与所述化学转化处理液接触的温度为45°C,与所述化学转化处理液接触的时间为50秒。实施例12该实施例说明本发明提供的对镁合金表面进行处理的方法按照实施例6的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理,不同的是,所述酸性溶液为实施例4所述的酸性水溶液。所述碱性水溶液为将20克氢氧化钾和10克碳酸钠溶解于1000克水中得到pH值为13的碱性水溶液,与所述碱性水溶液接触的温度为75°C,与所述碱性水溶液接触的时间为30秒。所述化学转化处理液为将40克磷酸二氢钙、10克磷酸和2.5克偏矾酸铵溶解于1000克水混合搅拌均匀后得到pH值为3的化学转化处理液。与所述化学转化处理液接触的温度为40°C,与所述化学转化处理液接触的时间为1分钟。对比例1该对比例说明现有技术的镁合金表面的处理方法按照CN1837407A公开的实施例1的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理。并按照实施例6的方法将上述经过处理的镁合金依次与碱性溶液和化学转化处理液接触。对比例2该对比例说明现有技术的镁合金表面的处理方法按照CN1386902A公开的实施例1的方法对AZ91D压铸镁合金制品进行表面处理。实施例13-20该实施例分别对实施例5-12得到的经过表面进行处理后的镁合金进行耐腐蚀性、漆膜结合力和漆-膜表面电阻的测试。耐腐蚀性测试根据JISZ-2371标准,将浓度为5。%的氯化钠盐水喷洒在经表面处理后的镁合金表面,8小时后,观察并测算镁合金的腐蚀率。腐蚀率=(被腐蚀区域面积/镁合金的表面积)X100%结果如表1所示。漆膜结合力(百格测试)的评估将经过化学转化处理工序之后得到的镁合金样品用环氧树脂涂料进行涂覆(共涂覆3次,每次涂覆后进行烘烤,涂层总厚度为50微米),最后于80。C干燥30分钟,然后对镁合金样品进行漆膜结合力性能测试。测试方法在镁合金表面用锋利的刀刃划出大小均匀的间隔为l毫米的小方格个数100个(划痕深度控制在保证膜下基体金属暴露),统计膜脱落的小方格数N1,在膜上的划格区域贴上宽度为24毫米的透明胶带,并保证胶带与有方格的膜之间结合紧密。5分钟后,用一垂直膜面的力将胶带揭起,并再次统计膜脱落的小方格数N2。评估方法如下采用百分制,漆-膜结合力分数Z(%)=100-(Nl+N2)X100%。结果如表1所示。转化膜表面电阻的评估以表面电阻计(LorestaMP,MitsubishiChemicalCorp,modelCP-T350,二点式探针MCP-TP01)测定镁合金转化膜的表面电阻。对比例3-4该对比例分别对对比例1-2得到的经过表面进行处理后的参比镁合金进行耐腐蚀性和漆膜结合力和漆-膜表面电阻的测试。按照实施例13-20的方法对经过表面进行处理后的镁合金进行耐腐蚀性能和漆-膜附着力的测试,不同的是所述镁合金为采用对比例1-2的参比方法处理后的镁合金。结果如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>从表l中的数据可以看出,采用本发明的方法对镁合金表面进行处理后,转化膜层的被腐蚀区域的比例均小于5%,漆-膜结合力分数在95%以上,说明采用本发明的酸性溶液对镁合金表面进行酸处理后并进行化学转化处理后,在镁合金表面形成的转化膜膜层致密,耐腐蚀性以及与漆膜的结合力良好,且表面电阻也较低,说明对电磁波屏蔽性能良好。比较实施例14与对比例3的结果可以看出,虽然上述实施例14和对比例3的方法均在酸处理后采用相同的化学转化处理方法,但是采用本发明的方法得到的镁合金表面的转化膜的耐腐蚀性及漆膜结合力明显优于对比例的方法,说明采用本发明的酸性溶液的活性性能优良,能够将镁合金表面的氧化膜、变质层、腐蚀产物和金属偏析彻底清除,不会在合金表面残留灰膜,且不会腐蚀镁合金深层基材,能够使镁合金表面得到充分活化,为后续化学转化处理工序提供一种洁净的、高活性的均匀镁合金表面,因此,在进行化学转化处理后,在镁合金表面形成的转化膜膜层致密,耐腐蚀性以及与漆膜的结合力良好。另外,本发明提供的处理方法中采用的酸处理液以及化学转化处理液中均不含铬、氰、氟、锰和硼等有害物质,因此不会危害人体健康,也不会对环境造成污染,是一种对环境友好的处理方法。权利要求1、一种用于处理镁合金表面的酸性溶液,该酸性溶液为含有酸、缓蚀剂和润湿剂的水溶液,其特征在于,所述酸为第一种酸,或者第一种酸与第二种酸的混合物,所述第一种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种,所述第二种酸为盐酸和/或硝酸。2、根据权利要求1所述的酸性溶液,其中,所述第二种酸与第一种酸的重量比为0-0.2:1。3、根据权利要求2所述的酸性溶液,其中,所述第二种酸与第一种酸的重量比为0.1-0.15:1。4、根据权利要求1所述的酸性溶液,其中,所述酸性溶液中,酸、缓蚀剂和润湿剂的重量比为l:0.1-0.8:0.01-0.08。5、根据权利要求1或4所述的酸性溶液,其中,所述缓蚀剂选自油酸三乙醇胺、油酸二乙醇胺、三乙醇胺、六次甲基四胺、硫脲、苯并三氮唑、葡萄糖酸钠、苯甲酸钠、硅酸钠、硝酸钠、氯化烷基吡啶铵盐、咪唑啉系化合物和油酰肌氨酸盐中的一种或几种;所述润湿剂选自OP乳化剂、吐温乳化剂和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。6、根据权利要求1所述的酸性溶液,其中,所述酸性溶液中还含有稳定剂,所述稳定剂选自柠檬酸、羟基乙酸、乙二胺四乙酸及它们的盐中的-一种或几种;所述稳定剂与酸的重量比为0.1-0.2:1。7、一种镁合金表面的处理方法,该方法包括将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触,所述酸性溶液为含有酸、缓蚀剂和润湿剂的水溶液,其特征在于,所述酸为第一种酸,或者第一种酸与第二种酸的混合物,所述第一种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种,所述第二种酸为盐酸和/或硝酸。8、根据权利要求7所述的方法,其中,所述第二种酸与第一种酸的重量比为0-0.2:1。9、根据权利要求8所述的方法,其中,所述第二种酸与第一种酸的重量比为0.1-0.15:1。10、根据权利要求7所述的方法,其中,所述酸性溶液中,酸、缓蚀剂和润湿剂的重量比为l:0.1-0.8:0.01-0.08。11、根据权利要求7所述的方法,其中,所述酸性溶液的pH值为1-5,与酸性溶液接触的温度为20-7(TC,与酸性溶液接触的时间为10秒钟-5分钟。12、根据权利要求7所述的方法,其中,该方法还包括在将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触后,与化学转化处理液接触。13、根据权利要求12所述的方法,其中,该方法还包括在将镁合金依次与脱脂液和酸性溶液接触后,在与化学转化液接触前,与碱性溶液接触。14、根据权利要求13所述的方法,其中,所述碱性溶液为碱金属化合物的水溶液,所述碱金属化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、偏磷酸钠和偏磷酸钾中的一种或几种;所述碱性溶液的pH值为10-14,与碱性溶液接触的温度为50-80°C,与碱性溶液接触的时间为1-3分钟。15、根据权利要求12或13所述的方法,其中,所述化学转化处理液为含有水溶性磷酸盐、磷酸和成膜助剂的水溶液,所述水溶性磷酸盐选自磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾和磷酸二氢镁中的一种或几种;所述成膜助剂为偏钒酸钠、偏钒酸铵、偏钒酸钾、硝酸镁和硝酸钠中的一种或几种;所述化学转化处理液中水溶性磷酸盐、磷酸和成膜助剂的重量比为5-50:1-17:1;所述化学转化处理液的pH值为1-6;与化学转化处理液接触的温度为20-55°C,与化学转化处理液接触的时间为30秒钟-3分钟。16、根据权利要求7、12或13所述的方法,其中,所述脱脂液为含有选自磷酸三钠、碳酸钠和硅酸钠中的一种或几种钠盐的水溶液;在每升脱脂液中,所述钠盐的含量为10-40克;所述脱脂液的pH值为8-14,与脱脂液接触的温度为30-8(TC,与脱脂液接触的时间为1-40分钟。17、根据权利要求16所述的方法,其中,所述脱脂液中还含有表面活性剂,所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二垸基硫酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚和含有烷基苯酚聚氧乙烯醚的表面活性剂中的一种或几种,在每升脱脂液中所述表面活性剂的含量为0-5克。18、根据权利要求7、12或13所述的方法,其中,该方法还包括在每个处理工序之后的水洗步骤。全文摘要一种用于处理镁合金表面的酸性溶液,该酸性溶液为含有酸、缓蚀剂和润湿剂的水溶液,其中,所述酸为第一种酸,或者第一种酸与第二种酸的混合物,所述第一种酸选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊二酸、苯甲酸、苯二甲酸、乳酸、甘醇酸、水合乙醛酸和氨基酸中的一种或几种,所述第二种酸为盐酸和/或硝酸。采用本发明的酸性溶液能够使镁合金表面得到充分活化,能够保证在经过化学转化处理后镁合金表面形成的转化膜膜层致密,耐腐蚀性以及与漆膜的结合力良好,此外,本发明的方法是一种对环境友好的镁合金表面的处理方法。文档编号C23C22/00GK101285193SQ20071009050公开日2008年10月15日申请日期2007年4月9日优先权日2007年4月9日发明者李爱华,李金儡,林永富,梁陈申请人:比亚迪股份有限公司
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