本发明涉及金属表面处理领域，具体地涉及一种镁合金表面处理方法。
背景技术：
汽车轻量化已成为全球汽车产业技术发展新趋势，而镁合金由于密度小、比强度和比刚度高的特点，成为汽车工业最有应用潜力的金属材料。但镁合金耐蚀性能差，使得镁合金的应用和推广受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种镁合金车轮表面处理防护的方法，该方法能有效提高镁合金车轮的耐腐蚀能力。为了实现该发明目的，本发明公开了一种镁合金车轮表面处理防护的方法，采用了微弧氧化表面层+丙烯酸底粉+丙烯酸色漆+聚酯透明粉的防护体系，相较于传统车轮的有机涂层表面防护体系，能更为有效地提高镁合金车轮的耐腐蚀能力和相关产品的可靠性。
在本发明的一个方面，提供了一种镁合金表面处理方法，该方法包括步骤：步骤一：将镁合金表面进行预处理，所述的预处理包括砂纸打磨、去离子水清洗和烘烤；步骤二：将镁合金表面放入无铬转化剂槽液中浸渍处理，控制浸渍时间在1～2分钟；步骤三：应用微弧氧化表面处理技术在镁合金表面形成氧化层，控制膜层厚度在10～15微米；步骤四：向微弧氧化后的镁合金表面上喷涂底粉并且固化，所述的底粉的厚度为60～80微米；步骤五：向底粉固化后的镁合金表面上喷涂色漆并且固化，所述的色漆的厚度为15～20微米；步骤六：向色漆固化后的镁合金表面上喷涂透明粉并且固化，所述的透明粉的厚度为80～100微米。
在本发明优选的方面，在步骤一中，所述的砂纸为800目海绵砂纸，烘烤采用红外加热方式。
在本发明优选的方面，在步骤一中，烘烤的温度为170～190℃，烘烤时间为15～20分钟。
在本发明优选的方面，在步骤二中，所述的无铬转化剂槽液浓度控制在0.2～0.3g/L，温度控制在45～55摄氏度，pH值控制在2.9～3.9，电导率控制在200～300μS/cm，浸渍时间控制在1～2分钟。
在本发明优选的方面，在步骤三中，所述的氧化层厚度控制在10～15微米。
在本发明优选的方面，在步骤四中，所述的底粉为丙烯酸底粉，所述的底粉的厚度为60～80微米。
在本发明优选的方面，在步骤五中，所述的色漆为丙烯酸色漆。所述的色漆的厚度为15～20微米。
在本发明优选的方面，在步骤六中，所述的透明粉为聚酯透明粉，所述的透明粉的厚度为80～100微米。
在本发明优选的方面，所使用的镁合金为AZ80镁合金。
在本发明优选的方面，所述的镁合金表面是车轮表面。
在本发明优选的方面，所使用的镁合金为AZ80镁合金，所述的镁合金表面是车轮表面；在步骤一中，将AZ80镁合金车轮用800目的3M海绵砂纸依次进行打磨，去除氧化层，然后用去离子水清洗，冷风吹干后红外加热18分钟；在步骤二中，每吨槽液添加0.25kg无铬转化剂Gardobond X 4661，加温到55摄氏度，充分搅拌2小时，pH值为2.9，电导率为200μS/cm，随后将镁合金车轮浸渍2分钟，120摄氏度干燥20分钟；在步骤三中，微弧氧化表面处理技术在镁合金车轮表面形成氧化层，控制膜层厚度在10～15微米；在步骤四中，所喷的底粉为丙烯酸底粉，颜色为黑色，厚度为60～80微米，随后在180摄氏度条件下，对底粉进行固化，固化时间为15分钟；在步骤五中，色漆厚度为15～20微米，在150摄氏度条件下固化15分钟，所述的色漆是丙烯酸色漆；在步骤六中，透明粉的厚度为80～100微米，并且在177摄氏度条件下固化17分钟，所述的透明粉为丙烯酸透明粉。
本发明的技术方案的优点在于，采用了微弧氧化表面层+丙烯酸底粉+丙烯酸色漆+聚酯透明粉的防护体系，相较于传统车轮的有机涂层表面防护体系，能更为有效地提高镁合金车轮的耐腐蚀能力。
具体实施方式
如未另外地说明，本实施例的喷粉过程全部使用瓦格纳喷粉设备完成。
在本发明的实施例中，所述的“无铬转化剂”是用于在镁合金表面形成一层致密钝化膜。例如Chemetall所供应的自聚合单分子涂层(SAM)产品其产品名为Gardobond X 4661。Gardobond X 4661分子会在铝基底表面形成一层单分子膜。
尽管实施例中仅给出了车轮表面的处理方法，本领域技术人员知道，镁合金的表面无论在车轮表面还是其他制品的表面，都可以使用本发明的方法来进行处理。
实施例1
所使用的镁合金为AZ80镁合金。在本实施例中，具体选择的为镁合金车轮。取3款同型号镁合金车轮进行以下的试验。
将AZ80镁合金车轮用800目的3M海绵砂纸依次进行打磨，去除氧化层，然后用去离子水清洗，冷风吹干后红外加热18分钟。
在进行必要的防护之后，对镁合金车轮表面进行喷粉。所喷的底粉为丙烯酸底粉，颜色为黑色，购自广州擎天实业有限公司粉末涂料分公司，货号是JW-A1701C，底粉厚度为60～80微米。随后在180摄氏度条件下，对底粉进行固化，固化时间为15分钟。
向该镁合金车轮表面喷色漆并且进行固化，色漆厚度为15～20微米，在150摄氏度条件下固化15分钟。所述的色漆为电镀银颜色、丙烯酸成分的漆。其购自德国CETELON公司，货号为025/010902/28。
随后，使用瓦格纳喷粉设备对镁合金车轮表面喷透明粉，透明粉的厚度为80～100微米，并且在177摄氏度条件下固化17分钟。所使用的透明粉为丙烯酸成分的透明粉，其购自阿克苏诺贝尔粉末涂料有限公司，货号为158C121。
本实施例中：通过灯箱下观察，可知进行试制的3件车轮的外观平整光滑、无明显缺陷，符合要求。通过ED300涡流测厚仪测得，底粉粉末厚度平均为78微米，喷涂色漆后厚度平均为96微米，喷涂透明粉后厚度平均为194微米(ISO2360：2003)。通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。通过ASTM B368：2009方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能不符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。通过GB/T10125：1997方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。
实施例2
所使用的镁合金为AZ80镁合金。在本实施例中，具体选择的为镁合金车轮。取3款同型号镁合金车轮进行以下的试验。
将AZ80镁合金车轮用800目的3M海绵砂纸依次进行打磨，去除氧化层，然后用去离子水清洗，冷风吹干后红外加热18分钟。
应用微弧氧化表面处理技术在镁合金车轮表面形成氧化层，控制膜层厚度在10～15微米。
在进行必要的防护之后，对镁合金车轮表面进行喷粉。所喷的底粉为丙烯酸底粉，颜色为黑色，购自广州擎天实业有限公司粉末涂料分公司，货号是JW-A1701C，底粉厚度为60～80微米。随后在180摄氏度条件下，对底粉进行固化，固化时间为15分钟。
向该镁合金车轮表面喷色漆并且进行固化，色漆厚度为15～20微米，在150摄氏度条件下固化15分钟。所述的色漆为电镀银颜色、丙烯酸成分的漆。其购自德国CETELON公司，货号为025/010902/28。
随后，使用瓦格纳喷粉设备对镁合金车轮表面喷透明粉，透明粉的厚度为80～100微米，并且在177摄氏度条件下固化17分钟。所使用的透明粉为丙烯酸成分的透明粉，其购自阿克苏诺贝尔粉末涂料有限公司，货号为158C121。
本实施例中：通过灯箱下观察，可知进行试制的3件车轮的外观平整光滑、无明显缺陷，符合要求。通过ED300涡流测厚仪测得，底粉粉末厚度平均为75微米，喷涂色漆后厚度平均为94微米，喷涂透明粉后厚度平均为184微米(ISO2360：2003)。通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。通过ASTM B368：2009方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。通过GB/T10125：1997方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。
实施例3
所使用的镁合金为AZ80镁合金。在本实施例中，具体选择的为镁合金车轮。取3款同型号镁合金车轮进行以下的试验。
将AZ80镁合金车轮用800目的3M海绵砂纸依次进行打磨，去除氧化层，然后用去离子水清洗，冷风吹干后红外加热18分钟。
配制槽液：每吨槽液添加0.25kg无铬转化剂，加温到55摄氏度，充分搅拌2小时，pH值为2.9，电导率为200μS/cm。随后将镁合金车轮浸渍2分钟，120摄氏度干燥20分钟。所述的无铬转化剂是粉末状，可在金属和喷涂层之间形成结合键，以帮助防腐。其购自CHEMETALL公司，货号为Gardobond X4661。
应用微弧氧化表面处理技术在镁合金车轮表面形成氧化层，控制膜层厚度在10～15微米。
在进行必要的防护之后，对镁合金车轮表面进行喷粉。所喷的底粉为丙烯酸底粉，颜色为黑色，购自广州擎天实业有限公司粉末涂料分公司，货号是JW-A1701C，底粉厚度为60～80微米。随后在180摄氏度条件下，对底粉进行固化，固化时间为15分钟。
向该镁合金车轮表面喷色漆并且进行固化，色漆厚度为15～20微米，在150摄氏度条件下固化15分钟。所述的色漆为电镀银颜色、丙烯酸成分的漆。其购自德国CETELON公司，货号为025/010902/28。
随后，使用瓦格纳喷粉设备对镁合金车轮表面喷透明粉，透明粉的厚度为80～100微米，并且在177摄氏度条件下固化17分钟。所使用的透明粉为丙烯酸成分的透明粉，其购自阿克苏诺贝尔粉末涂料有限公司，货号为158C121。
本实施例中：通过灯箱下观察，可知进行试制的3件车轮的外观平整光滑、无明显缺陷，符合要求。通过ED300涡流测厚仪测得，底粉粉末厚度平均为73微米，喷涂色漆后厚度平均为91微米，喷涂透明粉后厚度平均为187微米(ISO2360：2003)。通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。通过ASTM B368：2009方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。通过GB/T10125：1997方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度符合要求。
对比例1
所使用的镁合金为AZ80镁合金。在本实施例中，具体选择的为镁合金车轮。取3款同型号镁合金车轮进行以下的试验。
将AZ80镁合金车轮用去离子水清洗，冷风吹干后红外加热18分钟。
在进行必要的防护之后，对镁合金车轮表面进行喷粉。所喷的底粉为丙烯酸底粉，颜色为黑色，购自广州擎天实业有限公司粉末涂料分公司，货号是JW-A1701C，底粉厚度为100～120微米。随后在180摄氏度条件下，对底粉进行固化，固化时间为15分钟。
向该镁合金车轮表面喷色漆并且进行固化，色漆厚度为15～20微米，在150摄氏度条件下固化15分钟。所述的色漆为电镀银颜色、丙烯酸成分的漆。其购自德国CETELON公司，货号为025/010902/28。
随后，向该镁合金车轮表面喷透明漆并且进行固化，透明漆厚度为20～25微米，在147摄氏度条件下固化16分钟。所述的透明漆为丙烯酸成分的漆。其购自德国CETELON公司，货号为0006/010808/59。
本实施例中：通过灯箱下观察，可知进行试制的3件车轮的外观平整光滑、无明显缺陷，符合要求。通过ED300涡流测厚仪测得，底粉粉末厚度平均为112μm，喷涂色漆后厚度平均为130μm，喷涂透明漆后厚度平均为152μm(ISO2360：2003)。通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。通过ASTM B368：2009方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能不符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。通过GB/T10125：1997方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层耐腐蚀性能不符合要求，继续通过DIN EN ISO 2409方法试验，可知进行试制的3件车轮的涂层附着强度不符合要求。
传统的车轮涂装方式，即丙烯酸底粉+丙烯酸色漆+丙烯酸透明漆的防护体系，对镁合金车轮表面进行处理，镁合金车轮的表面涂层附着强度及耐腐蚀性能均无法达到要求。而采用微弧氧化表面层+丙烯酸底粉+丙烯酸色漆+聚酯透明粉的防护体系，相较于传统车轮的有机涂层表面防护体系，能更为有效地提高镁合金车轮的耐腐蚀能力和相关产品的可靠性，其中经过预处理和无铬转化剂处理过的微弧氧化表面层+丙烯酸底粉+丙烯酸色漆+聚酯透明粉的防护体系耐腐蚀能力最优。