专利名称：一种制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备转化耐蚀膜层的装置，尤其涉及一种外加磁场的制备镁合金 表面转化耐蚀膜层的装置。
背景技术：
镁合金具有密度低，比强度、比刚度高等优良性能及易于回收，被誉为21世纪绿 色工程材料。但是镁合金的耐腐蚀性能较差，原因在于一方面在于镁的标准电极电位是所 有结构金属中最低的，另一方面，镁合金表面氧化膜呈多孔状结构，对镁合金基体并无良好 的腐蚀防护作用，这极大限制了镁合金的应用范围。以化学方法在镁合金表面上产生一层 与基体牢固结合的化合物转化膜，可显著提高镁合金耐腐蚀性能。传统的镁合金化学转化 处理技术主要采用含有铬酸盐转化处理技术，但是铬酸盐转化处理液含有高污染性化学物 质Cr6+离子对环境有极大危害，此外；铬酸盐转化技术所得的膜层存在大量微裂纹和孔 隙，耐蚀性能不理想，已成为制约转化膜技术发展的瓶颈。因此，为保护环境实现可持续发 展，人们就一直不停寻求可替代铬酸盐转化工艺的无铬转化技术。曾经研究了磷酸盐、磷酸 盐-高锰酸盐、钼酸盐、稀土及植酸等镁合金转化技术。但是都由于转化膜层同样存在着大 量微裂纹和孔隙，结合力差等缺点，难以满足实际工程的需要。现有的转化处理装置主要包含电源、处理槽、加热装置、温控装置和玻璃棒。转化 处置过程如下对处理槽中处理液进行加热，使用热电偶等装置对处理液的温度进行控制， 并伴有不断搅拌。使用这种现有装置制备转化膜的方法简单实用、成本低，具有普遍性和通 用性。然而使用这种转化处理装置粒子的化学反应杂乱无章，不利于控制转化膜的生成，转 化膜的均勻性、致密性和化学特性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置。上述目的是通过下述方案实现的一种制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置，其包括转化处理槽、热电偶、电加热 器、温度控制器，所述热电偶与所述温度控制器电连接，所述电加热器和所述热电偶位于所 述转化处理槽中，并且所述温度控制器根据所述热电偶测得的温度控制所述电加热器，其 特征在于所述转化处理槽外侧设有产生磁场的磁场装置。根据上述装置，其特征在于，所述磁场的NS级垂直于所述转化处理槽。根据上述装置，其特征在于，所述磁场装置由铁芯和线圈组成，所述铁芯和线圈环 绕在所述转化处理槽周围，并且所述铁芯在所述线圈的外侧。该装置在外加磁场的作用下，由于磁场强度的作用，产生洛伦兹力，加速带点粒子 的运动，加速了粒子的扩散，增加了界面之间粒子的流动，即加速了成膜反应的进行。而加 速的粒子进行规则性的运动方式，从而使得膜层更加致密，生成膜层的耐腐蚀性能更好。
图1是本发明的装置的结构示意图；
具体实施例方式参见图1，制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置包括转化处理槽3、热电偶5、电加 热器6和温度控制器7。热电偶5和电加热器6分别与温度控制器7电连接，电加热器6 和热电偶5位于转化处理槽3中，且温度控制器7根据热电偶5测得的温度控制电加热器 6升温降温。在转化处理槽3的外侧设有产生磁场的磁场装置，磁场装置由铁芯1和线圈2 组成，铁芯1和线圈2环绕在转化处理槽周围，高度与转化处理槽3相当，且铁芯1在线圈 2的外侧。接入直流电后，磁场的方向处置与转化处理槽3。制备镁合金无铬化学转化膜的外加磁场作用化学转化方法采用如下措施1.前处理工艺镁合金在磁场作用化学转化处理之前，必须进行前处理，前处理过程关系到转化 膜层的均勻性，结合力和致密性等性能。在前处理过程中要达到清除镁合金表面油脂等污 染物，为后续磁场作用下的化学转化过程做准备。前处理过程为(1)脱脂处理对镁合金表面的存在油污物用丙酮在20-40°C、超声波5-10分钟脱 脂清洗，以防止表面清洗不充分而化学转化处理完成不充分。(2)碱洗处理采用碱洗进一步脱脂以及由于丙酮清洗表面而留下的残留物。碱 洗液的具体组成为NaOH10g/L_150g/LNa2Si03 20g/L-200g/LNa3P04 15g/L-150g/L碱洗的工艺条件为温度40-80°C，时间2-15分钟，pH值8_12，在室温20-40°C范围内对碱洗后的镁合金进行漂洗。(3)烘干在25 °C烘箱中持续15min.2.无铬化学转化处理将镁合金浸入无铬化学处理液中，在外加磁场的作用下进行转化处理。所用磁场 均为均勻磁场。(1)转化液配方及处理工艺溶液配方为K3V04:15g/L-120g/L,MnC03:6g/L_20g/L，促进剂NaC1040. 5g/L_10g/L，成膜剂CaC034g/L_40g/L，处理液工艺参数为处理时间5_25分钟处理温度30-70°C
外加磁场艺参数为磁感应强度0. 1-2特斯拉磁场是影响电化学动力学的有效手段之一。磁流体力学效应作用于电极附近的扩 散层及粘滞层，能强化电极处的离子传质，改变离子的速度场。在外加磁场的条件下，Lorentz力引起的磁流体力学效应显著地影响了电化学过 程。溶液中的离子流切割磁力线时会受到Lorentz力的作用；Lorentz力使离子作螺旋线 定向运动，从而起到了处理液的搅拌作用，而且使离子作定向加速运动。因此，电化学过程 中外加磁场具有可调节离子传输过程。
权利要求
一种制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置，其包括转化处理槽、热电偶、电加热器、温度控制器，所述热电偶与所述温度控制器电连接，所述电加热器和所述热电偶位于所述转化处理槽中，并且所述温度控制器根据所述热电偶测得的温度控制所述电加热器，其特征在于所述转化处理槽外侧设有产生磁场的磁场装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁场的NS级垂直于所述转化处理槽。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磁场装置由铁芯和线圈组成，所述铁 芯和线圈环绕在所述转化处理槽周围，并且所述铁芯在所述线圈的外侧。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述磁场装置接入的是直流电。
全文摘要
本发明公开了一种制备镁合金表面转化耐蚀膜层的装置，其包括转化处理槽、热电偶、电加热器、温度控制器，所述热电偶与所述温度控制器电连接，所述电加热器和所述热电偶位于所述转化处理槽中，并且所述温度控制器根据所述热电偶测得的温度控制所述电加热器，其特征在于所述转化处理槽外侧设有产生磁场的磁场装置。该装置在外加磁场的作用下，由于磁场强度的作用，产生洛伦兹力，加速带点粒子的运动，加速了粒子的扩散，增加了界面之间粒子的流动，即加速了成膜反应的进行。而加速的粒子进行规则性的运动方式，从而使得膜层更加致密，生成膜层的耐腐蚀性能更好。
文档编号C23C22/00GK101886257SQ20101021715
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日
发明者何广平, 屈敏, 朱亮, 赵明 申请人:北方工业大学