专利名称：一种镁合金表面的处理法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镁合金表面的处理方法，属金属表面化学处理技术领域。
背景技术：
镁合金具有许多优良的物理和机械性能，具有较高的比强度和比刚度，易于切削加工、 铸造，能承受较大的冲击震动负荷，减震性、导电导热性、磁屏蔽性能优良，密度小,是一种 理想的现代结构材料，能够广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光 学仪器和计算机制造等领域。
然而，作为结构材料，镁合金的致命缺陷是抗腐蚀性能差，标准电极电位只有-2.36V， 导致镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中易发生严重的腐蚀，限制了其广泛应用。为使镁合 金应用于不同的场合，经常需要改变其表面状态以提高耐蚀性、耐磨性、可焊性、装饰性等 性能。因此，在实际应用中对镁合金进行适当的表面处理以增强其抗腐蚀能力，已成为必不 可少的一环。
化学转化处理是在金属表面形成一层薄膜，起到保护基体材料的作用。该方法具有成膜 均匀、工艺简单、不需要电源等特点，常用来作为有机涂层的前处理底层。而铬化处理由于 6价铬的存在会导致严重的环境污染，其使用范围已经受到严格限制，比如欧盟RoHS规定 严禁使用铬等六种有害物质。因此，开发更耐蚀的无铬转化处理仍是今后的热点。
目前，我国电子信息产业镁合金制品生产厂的表面处理技术以引进国外技术为主，无铬 化学转化处理然后涂漆的处理方法，仍将占据电子信息产业镁合金部件表面处理的主要份额。 总之，镁合金表面处理技术正在向着环境友好、功能型、装饰性、低成本方向发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种镁合金表面的处理方法。
一种镁合金表面的处理方法，其特征在于具有以下的处理过程和步骤
a. 在常温下，将抛光水洗后的镁合金工件置于丙酮溶液中超声消30 60秒；
b. 将上述洁净的镁合金工件放入碱洗液中，在磁力搅拌下进行碱洗；碱洗温度为60 70 °C，时间为10 15分钟；
所述碱洗液的配方如下
在1升纯水溶剂中加入一定量的各种钠盐，各种钠盐的浓度分别为磷酸钠50 60g/L， 氢氧化钠15 30g/L，硅酸钠20 30g/L和碳酸钠2 5g/L;配制成混合钠盐的碱洗液；
C.随后，将上述经碱洗的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的处理；所述的氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的配方如下 在1升纯水溶剂中加入一定量的以下各物质
磷酸 15 20g/L，
氧化锌 2.5 5.0 g/L， 氟化氢铵 1.2 2.5g/L，
氨水 4 6mL/L，
氟锆酸钾 2.0 5.0g/L，
磷酸二氢盐 1.5 3.0g/L，
成膜促进剂间硝苯磺酸钠和硝酸钠的混合物5.0 8.5g/L;两者的质量比为l: 1 3: 1;
缓蚀剂四硼酸钠、或氟化钠、或碳酸钠0.5 2.0g/L; 该表面处理液的pH值为2.0 5.0;
对上述的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理时，先将所述镁合金工件用去离 子水清洗多次，然后将其浸泡在所述表面处理液中，处理液的温度控制在45 60'C;在慢速 磁力搅拌条件下，逐渐成膜，成膜时间为10 20分钟；
d.然后，再将涂膜后的镁合金工件表面上喷涂热塑性丙烯酸气雾漆；在喷涂丙烯酸气雾 漆时，先将工件用去离子水清洗多次，在6(TC下烘干后，进行第一层喷漆，接着再烘干，再 进行第二层喷漆，如此再重复操作进行第三层喷漆；三次喷漆完成后，放置于干燥箱内在80 'C恒温条件下保持45 60分钟，使喷漆完全固化；最终完成镁合金表面的处理。
本发明方法的优点在于处理液中不含金属铬化物，防止6价铬离子对环境造成的污染， 而且又避免了高锰酸钾等强氧化性物质的加入给处理液带来不稳定性。
本发明方法中制得的镁合金表面的复合转化膜其抗腐蚀能力较好，且对后续有机涂层的 附着力也很好。
本发明方法的工艺简单，操作方便，成本低廉。
图1为本发明中镁合金表面氟锆酸盐复合转化膜与其它转化膜的点滴腐蚀试验结果比较图。
具体实施例方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。 实施例1
本实施例中的具体过程和步骤如下所述1、 在常温下，将抛光水洗后的镁合金工件置于丙酮溶液中超声消45秒；
2、 将上述洁净的镁合金工件放入碱洗液中，在磁力搅拌下进行碱洗；碱洗温度为65'C， 时间为15分钟；
所述碱洗液的配方如下
在l升纯水溶剂中加入一定量的各种钠盐，各种钠盐的浓度分别为磷酸钠55g/L，氢氧 化钠20g/L，硅酸钠25g/L和碳酸钠2.5g/L;形成混合钠盐的碱洗液；
3、 随后，将上述经碱洗的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的处理；所述 的氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的配方如下
在1升纯水溶剂中加入一定量的以下各物质
磷酸 18g/L，
氧化锌 3.5g/L，
氟化氢铵 1.3g/L，
氨水 5mL/L，
氟锆酸钾 3.0g/L，
磷酸二氢盐 2.5g/L，
成膜促进剂间硝苯磺酸钠和硝酸钠的混合物7.5g/L;两者的质量比为l: 1;
缓蚀剂氟化钠1.5g/L; 该表面处理液的pH值为2.5;
对上述的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理时，先将所述镁合金工件用去离 子水清洗2次，然后将其浸泡在所述表面处理液中，处理液的温度控制在55'C;在慢速磁力
搅拌条件下，逐渐成膜，成膜时间为20分钟；
4、然后，再将涂膜后的镁合金工件表面上喷涂热塑性丙烯酸气雾漆；在喷涂丙烯酸气雾 漆时，先将工件用去离子水清洗多次，在60'C下烘干后，进行第一层喷漆，接着再烘干，再 进行第二层喷漆，如此再重复操作进行第三层喷漆；三次喷漆完成后，放置于干燥箱内在80 'C恒温条件下保持50分钟，使喷漆完全固化；最终完成镁合金表面的处理。
各种性能测试
对实施例所得样品进行各项性能测试结果如下 1、不同转化膜的点滴腐蚀试验及其比较
采用点滴腐蚀溶液快速检测转化膜的耐蚀性:在试样上用铅笔画5个直径为5mm的圆形试验区，将点滴试验溶液(0.2￡高锰酸钾和1.26g氢氟酸溶于1L蒸馏水中)滴在圆形区域内， 把溶液从红色变成无色的时间定为膜层的点滴腐蚀时间。其原理是当点滴溶液将转化膜溶 解后，露出的基体镁与溶液中的氢氟酸迅速反应释放出氢气，并将溶液中红色的高锰酸钾还 原变为无色，使试验区内溶液的颜色褪去。
点滴腐蚀试验时间越长，表明该试样的耐蚀性能越好。点滴腐蚀试验的结果见附图中的图1。
2、 漆膜的附着力测试
采用划痕法试验评定漆膜的附着力。划痕试验用刻刀在表面划100个边长lmm的正方 形格子，再用胶布粘，观察涂层的脱落个数。
几种不同工艺的测试结果见表1 (表中数据为脱落个数占总数的比例)。
3、 盐水浸泡试验
温度25°C时将喷涂好的试样浸在5%NaCl溶液中，观察表面的腐蚀状况。 漆膜附着力测试及盐水浸泡试验的测试结果见下表1。
表l几种不同试样的测试结果比较
测试项目AZ31镁合金基体DOW22工艺本发明
漆膜附着力(划痕法)27/1002/1000膽
120h盐水浸泡脱落严重，出现腐蚀坑边角起泡表面状况无变化
*DOW22是被广泛采用的美国DOW化学公司的一种镁合金表面处理技术 *均以八231镁合金为基材
权利要求
1.一种镁合金表面的处理方法，其特征在于具有以下的处理过程和步骤a.在常温下，将抛光水洗后的镁合金工件置于丙酮溶液中超声消30～60秒；b.将上述洁净的镁合金工件放入碱洗液中，在磁力搅拌下进行碱洗；碱洗温度为60～70℃，时间为10～15分钟；所述碱洗液的配方如下在1升纯水溶剂中加入一定量的各种钠盐，各种钠盐的浓度分别为磷酸钠50～60g/L，氢氧化钠15～30g/L，硅酸钠20～30g/L和碳酸钠2～5g/L；配制成混合钠盐的碱洗液；c.随后，将上述经碱洗的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的处理；所述的氟锆酸盐复合转化膜表面处理液的配方如下在1升纯水溶剂中加入一定量的以下各物质磷酸 15～20g/L，氧化锌2.5～5.0g/L，氟化氢铵 1.2～2.5g/L，氨水 4～6mL/L，氟锆酸钾 2.0～5.0g/L，磷酸二氢盐1.5～3.0g/L，成膜促进剂间硝基苯磺酸钠和硝酸钠的混合物5.0～8.5g/L；两者的质量比为1∶1～3∶1；缓蚀剂四硼酸钠、或氟化钠、或碳酸钠0.5～2.0g/L；该表面处理液的pH值为2.0～5.0；对上述的镁合金工件进行氟锆酸盐复合转化膜表面处理时，先将所述镁合金工件用去离子水清洗多次，然后将其浸泡在所述表面处理液中，处理液的温度控制在45～60℃；在慢速磁力搅拌条件下，逐渐成膜，成膜时间为10～20分钟；d.然后，再将涂膜后的镁合金工件表面上喷涂热塑性丙烯酸气雾漆；在喷涂丙烯酸气雾漆时，先将工件用去离子水清洗多次，在60℃下烘干后，进行第一层喷漆，接着再烘干，再进行第二层喷漆，如此再重复操作进行第三层喷漆；三次喷漆完成后，放置于干燥箱内在80℃恒温条件下保持45～60分钟，使喷漆完全固化；最终完成镁合金表面的处理。
全文摘要
本发明涉及一种镁合金表面的处理方法，属金属表面的化学处理技术领域。本发明提供了一种镁合金表面处理的方法，该方法的主要过程如下镁合金表面经抛光、碱洗后，用氟锆酸盐复合转化膜表面处理液进行处理，最后再经喷涂热塑性丙烯酸气雾漆，完成表面处理。其中化学转化膜的形成为最重要的关键工艺，氟锆酸盐复合转化膜表面处理液中主要含有氟锆酸盐、磷酸二氢盐、磷酸、氟化氢铵、成膜促进剂间硝基苯磺酸钠、缓蚀剂氟化钠或四硼酸钠等物质组成的水溶液，经处理生成的化学转化膜具有较好的耐蚀性，且与后续的有机涂层具有很好的附着力，因而能够增强镁合金的抗腐蚀能力。另外，处理液中不含金属铬化物，防止6价铬离子对环境造成的污染，有利环保。
文档编号C23C22/76GK101538707SQ200910047508
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者根 叶, 彭根生, 成旦红, 曹铁华, 段剑辉 申请人:上海大学