专利名称：一种镁合金材料表面的防腐处理方法
技术领域：
本发明涉及一种镁合金材料表面的处理方法，尤其是涉及一种镁合金材料表面的
防腐处理方法。
背景技术：
镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的金属元素，且其在地壳中含量丰 富、分布广泛，其蕴含量约占地球重量的2.35%。纯的金属镁作为结构材料应用很少，但 镁合金是一种很好的轻质结构材料，同其他金属结构材料相比，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，导热、导电性良好，能够承受较大的冲击震动负荷，减 震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易于切削加工、铸造，再循环利用性能良好，能量衰减系数 大等许多优良的特性，因此镁合金材料被广泛地应用于汽车工业、电子、电器、交通、光学仪 器、通讯、医疗器械、航天、航空和国防军事工业等领域，具有极其重要的应用价值和广阔的 应用前景。 虽然镁合金具有诸多的优良性能，但是由于其极高的化学和电化学活性，在空气
中或溶液中均会在其表面自然生成一层很薄的氧化膜，而该氧化膜疏松多孔，无法阻挡外
界腐蚀介质的侵入，且镁是一种电负性极强的金属，其标准电极电位只有_2. 37V，这样极易
导致镁合金在潮湿、C02、 S02、 CI—的环境里发生严重的腐蚀，从而将极大地限制镁合金在工
程领域的广泛应用；此外，镁合金由于杂质元素和合金元素的存在，还极易产生电偶腐蚀、
应力腐蚀开裂以及腐蚀疲劳，大大限制了镁合金在工业、军工等领域的广泛应用。 镁合金在酸性、中性和弱碱性溶液中都不耐腐蚀。在pH值大于11的碱性溶液中，
由于生成稳定的钝化膜，镁合金是耐腐蚀的，但如果在碱溶液中存在氯离子时，使镁合金表
面钝态破坏，镁合金也会被腐蚀。在海洋大气中，镁合金的腐蚀速度主要取决于到达镁合金
表面的氯化物量及海洋大气的湿度和降雨量等因素。 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。现有的镁合金表面处理方法主要有化学转化、阳极氧化、微弧氧化、 金属镀层、有机涂层、热喷涂铝及气相沉积等工艺方法，但对于解决镁合金的防腐蚀问题均 需要在现有的镁合金表面处理方法的基础上增加其他的工艺方法，无形中致使镁合金表面 的防腐处理工艺繁复，且操作工序繁多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使镁合金材料具有良好的防腐蚀性
能，且处理工艺简单、操作方便及成本低廉的镁合金材料表面的防腐处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种镁合金材料表面的防腐处理
方法，处理工艺为除油一热水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗
—活化一化学镀镍一电镀非晶态镍钨磷一第四次冷水洗一第一次烘干一喷涂环氧底漆一
喷涂面漆一第二次烘干成品，具体处理过程如下
①除油将待处理的镁合金试样置于已加热的除油溶液中超声除油10 15分钟， 除油溶液的温度为65°C 75°C ; ②热水洗将超声除油后的镁合金试样置于60°C 7(TC的热水中震动清洗1 2 分钟； ③第一次冷水洗将热水清洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1 2分 钟； 酸洗将第一次冷水洗后的镁合金试样在室温下置于酸洗溶液中酸洗1 1. 5 分钟，酸洗过程中在酸洗溶液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面的氧化膜 层完全褪除； ⑤第二次冷水洗将酸洗后的镁合金试样置于冷水槽的冷水中震动清洗1 2分 钟； ⑥第三次冷水洗将第二次冷水洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1 2 分钟； ⑦活化将第三次冷水洗后的镁合金试样在室温下浸泡于活化液中，浸泡时间为 1 2分钟，浸泡过程中在活化液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全活 化； ⑧化学镀镍将活化后的镁合金试样置于80°C 82°C的化学镀镍溶液中进行化 学镀镍处理，以在镁合金试样的表面形成镍镀层，化学镀镍处理的时间为40 60分钟，其 中将镁合金试样置于化学镀镍溶液后的1 2分钟内轻轻抖动镁合金试样，以确保镁合金 试样的表面完全被化学镀镍溶液浸润； ⑨电镀非晶态镍钨磷将化学镀镍处理后的镁合金试样以密度为10A/dm2 16A/ dm2的冲击电流带电进入60°C 65°C的电镀非晶态镍钨磷溶液中进行电镀非晶态镍钨磷处 理，以在镍镀层外形成镍钨磷镀层，在化学镀镍处理后的镁合金试样进入电镀非晶态镍钨 磷溶液后经0. 5 1分钟后将冲击电流的密度调至5A/dm2 8A/dm2，电镀非晶态镍钨磷处 理的时间为30 60分钟； ⑩第四次冷水洗将电镀非晶态镍钨磷处理后的镁合金试样在纯净的去离子水中 漂洗5 7分钟； (Q)第一次烘干将漂洗后的镁合金试样置于190°C 20(TC的烘箱内烘烤90 120 分钟进行去氢并烘干； O喷涂环氧底漆采用空气喷涂的方式，在第一次烘干后的镁合金试样的镍钨磷 镀层上喷涂一层环氧底漆，表干后的环氧底漆的厚度为13 17微米； 喷涂面漆采用空气喷涂的方式，在表干后的环氧底漆上喷涂一层面漆，室温下 阴干，阴干时间为30 50分钟，阴干后的面漆的厚度小于20微米； Q)第二次烘干成品将阴干后的镁合金试样置于10(TC 12(TC的烘箱内烘烤 210 240分钟进行烘干，烘干后取出冷却成品。 所述的除油溶液的配制过程为取Na0H、 Na2C03两种组分，各组分的浓度分别为 Na0H 15g/L 25g/L、Na2C03 25g/L 35g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合， 配制得到除油溶液。 所述的酸洗溶液的配制过程为取Cr03、NaF两种组分，各组分的浓度分别为Cr03145g/L 155g/L、NaF 4g/L 6g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得 到酸洗溶液。 所述的活化液的主要成分为HF，其浓度为385ml/L，将HF按浓度溶于去离子水中， 配制得到活化液。 所述的化学镀镍溶液的配制过程为取Ni (CH3C00) 2 4H20、 HF、 C6H807 H20、 C3H603、 NH4HF2和NaH2P02六种组分，各组分的浓度分别为Ni (CH3C00) 2 4H2030 80g/L、 HF 10 25ml/L、C6H807 *H20 8 20g/L、C3H603 5 25ml/L、NH4HF210 35g/L和NaH2P02 20 60g/ L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中NaH2P02组分最后溶于去离子水中；在 混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的ra值至5 7，配制得到化学镀镍溶液。
所述的电镀非晶态镍钨磷溶液的配制过程为取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W04和 (NH4)2HC6H507四种组分，各组分的浓度分别为NiS04 6H20 40 70g/L、 HP0325 65g/L、 Na2W04 30 80g/L和(NH4)2HC6H507 60 95g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混 合，其中Na2W04组分最后溶于去离子水中；在混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液 的ra值至6 6. 5，配制得到电镀非晶态镍钨磷溶液。 所述的环氧底漆的型号为H52-86，其是中国兵器工业集团公司第五二研究所生产 的一种含超细片状金属粉的环氧漆。 所述的面漆的型号为HS70-1，其是中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一 种丙烯酸聚氨酯涂料。 与现有技术相比，本发明的优点在于先通过酸洗将镁合金材料表面的氧化膜层完 全褪除，再通过化学镀镍、电镀非晶态镍钨磷、喷涂环氧底漆及喷涂面漆等工序，在镁合金 材料表面形成防腐蚀处理层，尤其是喷涂的环氧底漆为含超细片状金属粉的环氧涂料，这 种环氧涂料既消除了处理后的镁合金材料的表面存在的少量针孔，可有效防止腐蚀介质穿 透至镁合金材料基体，同时又由于该环氧底漆中含有电位低于镍钨磷及镍的金属粉存在， 会优先于镍钨磷镀层及镍镀层发生腐蚀，有效保证了镁合金材料具有良好的耐腐蚀性能， 同时简化了处理工序，并降低了对环境的污染及对操作人员的人身伤害。此外，本发明方法 工艺简单、操作方便、成本低廉。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一 选用AZ91D镁合金作为试样进行镁合金材料表面的防腐处理，处理工艺为除油 —热水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化学镀镍一电 镀非晶态镍钨磷一第四次冷水洗一第一次烘干一喷涂环氧底漆一喷涂面漆一第二次烘干
成品o 镁合金材料表面的防腐处理的具体过程如下 ①除油将待处理的AZ91D镁合金试样置于已加热的除油溶液中超声除油10分 钟，超声除油过程中保持除油溶液的温度为65°C。 在此具体实施例中，除油溶液的配制过程为取NaOH、 Na2C03两种组分，各组分的 浓度分别为NaOH 15g/L、Na2C03 25g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配
6制得到除油溶液。
②热水洗将超声除油后的镁合金试样置于6(TC的热水中震动清洗1分钟。
③第一次冷水洗将热水清洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1分钟。
酸洗将第一次冷水洗后的镁合金试样在室温下置于酸洗溶液中酸洗1分钟， 酸洗过程中在酸洗溶液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面的氧化膜层完全 褪除，这样可获得腐蚀均匀的新鲜表面层。 在此具体实施例中，酸洗溶液的配制过程为取CrOyNaF两种组分，各组分的浓度 分别为Cr03 145g/L和NaF 4g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。 ⑤第二次冷水洗将酸洗后的镁合金试样置于冷水槽的冷水中震动清洗1分钟。 该次冷水洗在冷水槽中进行的目的是为了将附着在镁合金试样上的酸洗溶液溶于冷水中， 再将溶有酸洗溶液的冷水进行回收，能够有效降低对环境的污染。 ⑥第三次冷水洗将第二次冷水洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1分 钟。 ⑦活化将第三次冷水洗后的镁合金试样在室温下浸泡于活化液中，浸泡时间为 2分钟，浸泡过程中在活化液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全活化。
在此具体实施例中，活化液的主要成分为HF(40X )，其浓度为385ml/L，将HF按浓 度溶于去离子水中，配制得到活化液。 ⑧化学镀镍将活化后的镁合金试样置于8(TC的化学镀镍溶液中进行化学镀镍 处理，以在镁合金试样的表面形成镍镀层，化学镀镍处理的时间为60分钟，其中将镁合金 试样置于化学镀镍溶液后的2分钟内轻轻抖动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全 被化学镀镍溶液浸润。 在此具体实施例中，化学镀镍溶液的配制过程为取Ni (CH3COO) 2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六种组分，各组分的浓度分别为Ni (CH3COO) 2 *4H20 35g/ L、HF(40% )12ml/L、C6H807 H20 8g/L、 C3H603 6ml/L、 NH4HF2 10g/L和NaH2P02 2 5g/L ;将各 组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中NaH2P02组分最后溶于去离子水中；在混合溶 液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的ra值至6，配制得到化学镀镍溶液。
⑨电镀非晶态镍钨磷将化学镀镍处理后的镁合金试样以密度为10A/dm2的冲击 电流带电进入6(TC的电镀非晶态镍钨磷溶液中进行电镀非晶态镍钨磷处理，以在镍镀层外 形成镍钨磷镀层，在化学镀镍处理后的镁合金试样进入电镀非晶态镍钨磷溶液后经1分钟 后将冲击电流的密度调至5A/dm2，电镀非晶态镍钨磷处理的时间为30分钟。
在此具体实施例中，电镀非晶态镍钨磷溶液的配制过程为取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (NH4)2HC6Hs07四种组分，各组分的浓度分别为NiS04 *6H20 45g/L、HP0325g/L、Na2W04 30g/L和(NH4)2HC6H507 60g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中Na2W04组 分最后溶于去离子水中；在混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的HI值至6，配制 得到电镀非晶态镍钨磷溶液。 ⑩第四次冷水洗将电镀非晶态镍钨磷处理后的镁合金试样在纯净的去离子水中 漂洗5分钟。 (Q)第一次烘干将漂洗后的镁合金试样置于20(TC的烘箱内烘烤120分钟，达到去氢和烘干的目的。
喷涂环氧底漆采用空气喷涂的方式，在第一次烘干后的镁合金试样的镍钨磷 镀层上喷涂一层环氧底漆，表干后的环氧底漆的厚度约为13微米。 在此具体实施例中，环氧底漆采用型号为H52-86的环氧底漆，H52-86环氧底漆是 中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一种含超细片状金属粉的环氧漆，H52-86环氧 底漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为涂层附着力为1级，柔韧性lmm，冲 击性为50cm。 (Q喷涂面漆采用空气喷涂的方式，在表干后的环氧底漆上喷涂一薄层面漆，室温
下阴干，阴干时间为40分钟，阴干后的面漆的厚度控制在20微米以下。 在此具体实施例中，面漆采用型号为HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中国兵器工业
集团公司第五二研究所生产的一种丙烯酸聚氨酯涂料，在已喷涂H52-86环氧底漆的试样
表面进行喷涂。TS70-1面漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为作为配套
涂层其附着力不大于3级，柔韧性不大于3mm，冲击性为30cm。 上述的环氧底漆与面漆配套使用具有更优良的耐蚀性能。 O第二次烘干成品将阴干后的镁合金试样置于IO(TC的烘箱内烘烤240分钟进 行烘干，烘干后取出冷却成品。 对经上述防腐处理后的镁合金试样进行实验，将防腐处理后的镁合金试样经600 小时中性盐雾腐蚀，实验600小时镁合金试样的表面基本无异样，由镍镀层、镍钨磷镀层、 再喷涂环氧底漆和面漆后形成的防腐蚀处理层显微硬度达到590HV0. 05，可满足不同的色 泽要求。实验表明，本发明方法是可行有效的，极大地增强了镁合金材料的防腐蚀性能。
实施例二 选用AZ91D镁合金作为试样进行镁合金材料表面的防腐处理，处理工艺为除油 —热水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化学镀镍一电 镀非晶态镍钨磷一第四次冷水洗一第一次烘干一喷涂环氧底漆一喷涂面漆一第二次烘干
成品o 镁合金材料表面的防腐处理的具体过程如下 ①除油将待处理的AZ91D镁合金试样置于已加热的除油溶液中超声除油15分 钟，超声除油过程中保持除油溶液的温度为75°C。 在此具体实施例中，除油溶液的配制过程为取NaOH、 Na2C03两种组分，各组分的 浓度分别为NaOH 25g/L、Na2C03 35g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配 制得到除油溶液。 ②热水洗将超声除油后的镁合金试样置于6(TC的热水中震动清洗2分钟。
③第一次冷水洗将热水清洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗2分钟。
酸洗将第一次冷水洗后的镁合金试样在室温下置于酸洗溶液中酸洗1. 5分 钟，酸洗过程中在酸洗溶液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面的氧化膜层 完全褪除，这样可获得腐蚀均匀的新鲜表面层。 在此具体实施例中，酸洗溶液的配制过程为取CrOyNaF两种组分，各组分的浓度 分别为Cr03 155g/L和NaF 6g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。
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⑤第二次冷水洗将酸洗后的镁合金试样置于冷水槽的冷水中震动清洗2分钟。 该次冷水洗在冷水槽中进行的目的是为了将附着在镁合金试样上的酸洗溶液溶于冷水中， 再将溶有酸洗溶液的冷水进行回收，能够有效降低对环境的污染。 ⑥第三次冷水洗将第二次冷水洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗2分 钟。 ⑦活化将第三次冷水洗后的镁合金试样在室温下浸泡于活化液中，浸泡时间为 1分钟，浸泡过程中在活化液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全活化。
在此具体实施例中，活化液的主要成分为HF(40X )，其浓度为385ml/L，将HF按浓 度溶于去离子水中，配制得到活化液。 ⑧化学镀镍将活化后的镁合金试样置于82t:的化学镀镍溶液中进行化学镀镍 处理，以在镁合金试样的表面形成镍镀层，化学镀镍处理的时间为45分钟，其中将镁合金 试样置于化学镀镍溶液后的1分钟内轻轻抖动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全 被化学镀镍溶液浸润。 在此具体实施例中，化学镀镍溶液的配制过程为取Ni(CH3C00)2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六种组分，各组分的浓度分别为Ni (CH3C00) 2 *4H20 80g/ L、HF(40% ) 18ml/L、C6H807 *H20 20g/L、C3H603 25ml/L、 NH4HF235g/L和NaH2P02 5 5g/L ;将各 组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中NaH2P02组分最后溶于去离子水中；在混合溶 液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的ra值至7，配制得到化学镀镍溶液。
⑨电镀非晶态镍钨磷将化学镀镍处理后的镁合金试样以密度为16A/dm2的冲击 电流带电进入65t:的电镀非晶态镍钨磷溶液中进行电镀非晶态镍钨磷处理，以在镍镀层外 形成镍钨磷镀层，在化学镀镍处理后的镁合金试样进入电镀非晶态镍钨磷溶液后经0. 5分 钟后将冲击电流的密度调至8A/dm2，电镀非晶态镍钨磷处理的时间为60分钟。
在此具体实施例中，电镀非晶态镍钨磷溶液的配制过程为取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (NH4)2HC6Hs07四种组分，各组分的浓度分别为NiS04 *6H20 70g/L、HP0335g/L、Na2W04 50g/L和(NH4)2HC6H507 90g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中Na2W04组 分最后溶于去离子水中；在混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的HI值至6. 5，配 制得到电镀非晶态镍钨磷溶液。 ⑩第四次冷水洗将电镀非晶态镍钨磷处理后的镁合金试样在纯净的去离子水中 漂洗7分钟。 O第一次烘干将漂洗后的镁合金试样置于19(TC的烘箱内烘烤100分钟，达到去 氢和烘干的目的。
喷涂环氧底漆采用空气喷涂的方式，在第一次烘干后的镁合金试样的镍钨磷 镀层上喷涂一层环氧底漆，表干后的环氧底漆的厚度约为17微米。 在此具体实施例中，环氧底漆采用型号为H52-86的环氧底漆，H52-86环氧底漆是 中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一种含超细片状金属粉的环氧漆，H52-86环氧 底漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为涂层附着力为1级，柔韧性lmm，冲 击性为50cm。
喷涂面漆采用空气喷涂的方式，在表干后的环氧底漆上喷涂一薄层面漆，室温 下阴干，阴干时间为30分钟，阴干后的面漆的厚度控制在20微米以下。
在此具体实施例中，面漆采用型号为HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中国兵器工业 集团公司第五二研究所生产的一种丙烯酸聚氨酯涂料，在已喷涂H52-86环氧底漆的试样 表面进行喷涂。TS70-1面漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为作为配套 涂层其附着力不大于3级，柔韧性不大于3mm，冲击性为30cm。
上述的环氧底漆与面漆配套使用具有更优良的耐蚀性能。 O第二次烘干成品将阴干后的镁合金试样置于12(TC的烘箱内烘烤210分钟进 行烘干，烘干后取出冷却成品。 对经上述防腐处理后的镁合金试样进行实验，将防腐处理后的镁合金试样经528 小时中性盐雾腐蚀，实验528小时镁合金试样的表面基本无异样，由镍镀层、镍钨磷镀层、 再喷涂环氧底漆和面漆后形成的防腐蚀处理层显微硬度达到573HV0. 05，可满足不同的色 泽要求。实验表明，本发明方法是可行有效的，极大地增强了镁合金材料的防腐蚀性能。
实施例三 选用AZ91D镁合金作为试样进行镁合金材料表面的防腐处理，处理工艺为除油 —热水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化学镀镍一电 镀非晶态镍钨磷一第四次冷水洗一第一次烘干一喷涂环氧底漆一喷涂面漆一第二次烘干
成品o 镁合金材料表面的防腐处理的具体过程如下 ①除油将待处理的AZ91D镁合金试样置于已加热的除油溶液中超声除油12分 钟，超声除油过程中保持除油溶液的温度为70°C。 在此具体实施例中，除油溶液的配制过程为取NaOH、 Na2C03两种组分，各组分的 浓度分别为NaOH 20g/L、Na2C03 30g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配 制得到除油溶液。 ②热水洗将超声除油后的镁合金试样置于6(TC的热水中震动清洗1. 5分钟。
③第一次冷水洗将热水清洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1. 5分钟。
酸洗将第一次冷水洗后的镁合金试样在室温下置于酸洗溶液中酸洗1分钟， 酸洗过程中在酸洗溶液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面的氧化膜层完全 褪除，这样可获得腐蚀均匀的新鲜表面层。 在此具体实施例中，酸洗溶液的配制过程为取CrOyNaF两种组分，各组分的浓度 分别为Cr03 150g/L和NaF 5g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。 ⑤第二次冷水洗将酸洗后的镁合金试样置于冷水槽的冷水中震动清洗1. 5分 钟。该次冷水洗在冷水槽中进行的目的是为了将附着在镁合金试样上的酸洗溶液溶于冷水 中，再将溶有酸洗溶液的冷水进行回收，能够有效降低对环境的污染。 ⑥第三次冷水洗将第二次冷水洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1. 5分 钟。 ⑦活化将第三次冷水洗后的镁合金试样在室温下浸泡于活化液中，浸泡时间为 1. 5分钟，浸泡过程中在活化液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全活 化。 在此具体实施例中，活化液的主要成分为HF(40X )，其浓度为385ml/L，将HF按浓
10度溶于去离子水中，配制得到活化液。 ⑧化学镀镍将活化后的镁合金试样置于8(TC的化学镀镍溶液中进行化学镀镍 处理，以在镁合金试样的表面形成镍镀层，化学镀镍处理的时间为50分钟，其中将镁合金 试样置于化学镀镍溶液后的1. 5分钟内轻轻抖动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完 全被化学镀镍溶液浸润。 在此具体实施例中，化学镀镍溶液的配制过程为取Ni (CH3C00) 2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六种组分，各组分的浓度分别为Ni (CH3C00) 2 *4H20 65g/ L、 HF(40% ) 18ml/L、 C6H807 H20 15g/L、 C3H603 20ml/L、 NH4HF2 25g/L和NaH2P02 45g/L ;将 各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中NaH2P02组分最后溶于去离子水中；在混合 溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的ra值至7，配制得到化学镀镍溶液。
⑨电镀非晶态镍钨磷将化学镀镍处理后的镁合金试样以密度为12A/dm2的冲击 电流带电进入6(TC的电镀非晶态镍钨磷溶液中进行电镀非晶态镍钨磷处理，以在镍镀层外 形成镍钨磷镀层，在化学镀镍处理后的镁合金试样进入电镀非晶态镍钨磷溶液后经1分钟 后将冲击电流的密度调至6A/dm2，电镀非晶态镍钨磷处理的时间为30分钟。
在此具体实施例中，电镀非晶态镍钨磷溶液的配制过程为取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (朋4)211(:611507四种组分，各组分的浓度分别为附504 *6H20 60g/L、HP0350g/L、Na2W04 70g/L和(NH4)2HC6H507 85g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中Na2W04组 分最后溶于去离子水中；在混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的HI值至6，配制 得到电镀非晶态镍钨磷溶液。 ⑩第四次冷水洗将电镀非晶态镍钨磷处理后的镁合金试样在纯净的去离子水中 漂洗6分钟。 0第一次烘干将漂洗后的镁合金试样置于20(TC的烘箱内烘烤110分钟，达到去 氢和烘干的目的。 O喷涂环氧底漆采用空气喷涂的方式，在第一次烘干后的镁合金试样的镍钨磷 镀层上喷涂一层环氧底漆，表干后的环氧底漆的厚度约为15微米。 在此具体实施例中，环氧底漆采用型号为H52-86的环氧底漆，H52-86环氧底漆是 中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一种含超细片状金属粉的环氧漆，H52-86环氧 底漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为涂层附着力为1级，柔韧性lmm，冲 击性为50cm。 O喷涂面漆采用空气喷涂的方式，在表干后的环氧底漆上喷涂一薄层面漆，室温
下阴干，阴干时间为50分钟，阴干后的面漆的厚度控制在20微米以下。 在此具体实施例中，面漆采用型号为HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中国兵器工业
集团公司第五二研究所生产的一种丙烯酸聚氨酯涂料，在已喷涂H52-86环氧底漆的试样
表面进行喷涂。TS70-1面漆主要用于进一步提高涂层的耐腐蚀性能，其性能为作为配套
涂层其附着力不大于3级，柔韧性不大于3mm，冲击性为30cm。 上述的环氧底漆与面漆配套使用具有更优良的耐蚀性能。 O第二次烘干成品将阴干后的镁合金试样置于12(TC的烘箱内烘烤240分钟进 行烘干，烘干后取出冷却成品。 对经上述防腐处理后的镁合金试样进行实验，将防腐处理后的镁合金试样经552
11小时中性盐雾腐蚀，实验552小时镁合金试样的表面基本无异样，由镍镀层、镍钨磷镀层、 再喷涂环氧底漆和面漆后形成的防腐蚀处理层显微硬度达到605HV0. 05，可满足不同的色 泽要求。实验表明，本发明方法是可行有效的，极大地增强了镁合金材料的防腐蚀性能。
权利要求
一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于处理工艺为除油→热水洗→第一次冷水洗→酸洗→第二次冷水洗→第三次冷水洗→活化→化学镀镍→电镀非晶态镍钨磷→第四次冷水洗→第一次烘干→喷涂环氧底漆→喷涂面漆→第二次烘干成品，具体处理过程如下①除油将待处理的镁合金试样置于已加热的除油溶液中超声除油10～15分钟，除油溶液的温度为65℃～75℃；②热水洗将超声除油后的镁合金试样置于60℃～70℃的热水中震动清洗1～2分钟；③第一次冷水洗将热水清洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1～2分钟；④酸洗将第一次冷水洗后的镁合金试样在室温下置于酸洗溶液中酸洗1～1.5分钟，酸洗过程中在酸洗溶液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面的氧化膜层完全褪除；⑤第二次冷水洗将酸洗后的镁合金试样置于冷水槽的冷水中震动清洗1～2分钟；⑥第三次冷水洗将第二次冷水洗后的镁合金试样在室温下以流动水冲洗1～2分钟；⑦活化将第三次冷水洗后的镁合金试样在室温下浸泡于活化液中，浸泡时间为1～2分钟，浸泡过程中在活化液中缓慢移动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全活化；⑧化学镀镍将活化后的镁合金试样置于80℃～82℃的化学镀镍溶液中进行化学镀镍处理，以在镁合金试样的表面形成镍镀层，化学镀镍处理的时间为40～60分钟，其中将镁合金试样置于化学镀镍溶液后的1～2分钟内轻轻抖动镁合金试样，以确保镁合金试样的表面完全被化学镀镍溶液浸润；⑨电镀非晶态镍钨磷将化学镀镍处理后的镁合金试样以密度为10A/dm2～16A/dm2的冲击电流带电进入60℃～65℃的电镀非晶态镍钨磷溶液中进行电镀非晶态镍钨磷处理，以在镍镀层外形成镍钨磷镀层，在化学镀镍处理后的镁合金试样进入电镀非晶态镍钨磷溶液后经0.5～1分钟后将冲击电流的密度调至5A/dm2～8A/dm2，电镀非晶态镍钨磷处理的时间为30～60分钟；⑩第四次冷水洗将电镀非晶态镍钨磷处理后的镁合金试样在纯净的去离子水中漂洗5～7分钟；第一次烘干将漂洗后的镁合金试样置于190℃～200℃的烘箱内烘烤90～120分钟进行去氢并烘干；喷涂环氧底漆采用空气喷涂的方式，在第一次烘干后的镁合金试样的镍钨磷镀层上喷涂一层环氧底漆，表干后的环氧底漆的厚度为13～17微米；喷涂面漆采用空气喷涂的方式，在表干后的环氧底漆上喷涂一层面漆，室温下阴干，阴干时间为30～50分钟，阴干后的面漆的厚度小于20微米；第二次烘干成品将阴干后的镁合金试样置于100℃～120℃的烘箱内烘烤210～240分钟进行烘干，烘干后取出冷却成品。
2. 根据权利要求1所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的除 油溶液的配制过程为取NaOH、 Na2C03两种组分，各组分的浓度分别为Na0H15g/L 25g/ L、 Na2C03 25g/L 35g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得到除油溶液。
3. 根据权利要求1或2所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所 述的酸洗溶液的配制过程为取003、 NaF两种组分，各组分的浓度分别为Cr03145g/L 155g/L、 NaF 4g/L 6g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，配制得到酸洗溶 液。
4. 根据权利要求3所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的活 化液的主要成分为HF，其浓度为385ml/L，将HF按浓度溶于去离子水中，配制得到活化液。
5. 根据权利要求4所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的化 学镀镍溶液的配制过程为取Ni (CH3C00)2 *4H20、HF、C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六 种组分，各组分的浓度分别为Ni (CH3C00)2 4H20 30 80g/L、HF 10 25ml/L、 C6H807 H20 8 20g/L、 C3H603 5 25ml/L、 NH4HF2 10 35g/L和NaH2P02 20 60g/L ;将各组分按浓 度分别溶于去离子水中并混合，其中NaH2P02组分最后溶于去离子水中；在混合溶液中加入 适量NH3 H20调节混合溶液的ra值至5 7，配制得到化学镀镍溶液。
6. 根据权利要求5所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的电 镀非晶态镍钨磷溶液的配制过程为取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W04和(NH4)2HC6H507四种组 分，各组分的浓度分别为NiS04 *6H20 40 70g/L、HP03 25 65g/L、Na2W04 30 80g/L和 (NH4) 2HC6H507 60 95g/L ;将各组分按浓度分别溶于去离子水中并混合，其中Na2W04组分最 后溶于去离子水中；在混合溶液中加入适量NH3 H20调节混合溶液的HI值至6 6. 5，配 制得到电镀非晶态镍钨磷溶液。
7. 根据权利要求1所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的环 氧底漆的型号为H52-86，其是中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一种含超细片状 金属粉的环氧漆。
8. 根据权利要求1所述的一种镁合金材料表面的防腐处理方法，其特征在于所述的面 漆的型号为HS70-1，其是中国兵器工业集团公司第五二研究所生产的一种丙烯酸聚氨酯涂 料。
全文摘要
本发明公开了一种镁合金材料表面的防腐处理方法，该方法先通过酸洗将镁合金材料表面的氧化膜层完全褪除，再通过化学镀镍、电镀非晶态镍钨磷、喷涂环氧底漆及喷涂面漆等工序，在镁合金材料表面形成防腐蚀处理层，尤其是喷涂的环氧底漆为含超细片状金属粉的环氧涂料，这种环氧涂料既消除了处理后的镁合金材料的表面存在的少量针孔，可有效防止腐蚀介质穿透至镁合金材料基体，同时又由于该环氧底漆中含有电位低于镍钨磷及镍的金属粉存在，会优先于镍钨磷镀层及镍镀层发生腐蚀，有效保证了镁合金材料具有良好的耐腐蚀性能，同时简化了处理工序，并降低了对环境的污染及对操作人员的人身伤害；本发明方法工艺简单、操作方便、成本低廉。
文档编号C23G1/02GK101696500SQ20091015407
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者倪杨, 吕绯, 易更, 朱利萍, 郑顺奇, 鲁闯 申请人:宁波耐特镁业科技发展有限公司;郑顺奇;