专利名称：一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种金属材料的耐腐蚀处理方法，具体地说是 -种提高纯镁 的耐腐蚀处理方法。(二) 背景技术镁是目前已知的最轻的结构材料，镁及镁合金的综合比强度和比刚度都要大 大优于钢和铝。但是镁及镁合金的化学性质非常活波，较差的耐腐蚀性能，成为 制约镁及镁合金广泛应用的一个主要原因。目前被广泛应用的提高镁及镁合金耐 蚀性的表面处理方法主要有阳极氧化处理、微弧氧化处理、化学转化膜处理、 电镀、热喷涂防护处理、激光表面改性和气相沉积等。从总体上来说，目前的表 面处理技术存在着污染环境、毒性大、工艺复杂、成膜效果不理想、产品适应性差、成本高等缺点。20世纪80年代术期曹楚南等人通过研究发现，在直流钝化的基础上再叠加一个一定频率、幅值和波形的交变电场对不锈钢进行载波钝化，所得的载波钝化膜经适当的处理，其耐腐蚀性和稳定性远远优于相同条件下得到的直流钝化膜。(三) 发明内容本发明的目的在于提供一种可以大大提高纯镁及镁合金的耐腐蚀性能的提 高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺。本发明的目的是这样实现的在0. 25mol/LNa2S0j[] 0. lmol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝 化的电场参数为Eh=-240mV至-425mV E'二-1154mV至-1300mV f=10Hz k=5%:51 10%， t=30min至15tnin，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。在0. 05mol/LNaCl+0. 01mol/LNa0H溶液中测阳极极化曲线等。实验结果表 明，经载波处理后纯镁、AZ91D镁合金的耐腐蚀性大大提高。本发明通过对载波处理工艺方法的改进，使之适合于镁及镁合金。其优点主 要体现在1.本发明采用载波处理方法，利用交变电场的周期性变换，使得纯镁及AZ91D镁合金表面的钝化膜不断地发生破坏-修复过程，使金属表面存在的缺陷和活性 点得到重新修复，从而大大提高了膜层的耐腐蚀性能。此工艺对设备要求简单， 在交变电场条件下即可完成，适合工业化生产；2. 传统的不锈钢载波溶液采用的是硫酸，而硫酸是强酸能严重腐蚀镁及镁合 金，不能提高镁及镁合金的耐腐蚀性。本发明采用温和的碱性溶液0. 25mol/LNa2S0i+0. 1mol/LNa0H作为载波钝化溶液，使镁或镁合金表面生成 一层 耐腐蚀性很好的膜；3. 本发明利用交变电场进行载波处理，较之传统的表面处理方法，具有无 毒无污染，非常环保；4. 传统的不锈钢载波处理温度为7CTC，而本发明载波处理镁及镁合金的温度 在常温下即可进行，适合工业化生产；5. 本发明采用载波处理方法，工艺操作简单，易于控制，成膜效果好，产 品适应性强，成本低，非常适合工业化生产。(四)
图1是经载波处理和未经载波处理的纯镁的阳极极化曲线； 图2是经载波处理和未经载波处理的纯镁的交流阻抗； 图3是载波处理后和未经载波处理的纯镁的腐蚀失重曲线； 图4是AZ91D镁合金载波后/未载波极化曲线对比图； 图5是.AZ91D镁合金载波后/未载波析氢率比较图； 图6是AZ91D镁合金载波后/未载波腐蚀失重比较图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述具体实施方式
l:1、 纯镁试样经2000弁砂纸打磨后用丙酮清洗，再用去离子水清洗，最后用 吹风机吹干。用分析纯试剂和一次蒸馏水配O. 25mol/LNa:,SO,+0. lmol/LNaOH载波 钝化溶液。2、 试样在O. 25mol/LNa2SO,+0. 1mol/LNa0H载波钝化溶液进行载波处理，载波 电场参数为E^-425mV E'=-1300mV f=10Hz k=10%， t=15min，温度为常温。3、 在0. 05mol/LNaCl+0. 01mol/LNa0H溶液中比较未经载波处理/经载波处理4的纯镁的阳极极化曲线、交流阻抗谱和腐蚀失重曲线。从图l中可以明显的看出， 未经载波处理的纯镁阳极极化曲线是活性溶解，而经载波处理后的纯镁试样，不 仅自腐蚀电位大大提高了，而且有了很长的钝化区，腐蚀电流远远小于未经载波 处理的纯镁。自腐蚀电位越高，腐蚀电流越小，表明耐腐蚀性越好。所以经载波 处理后的纯镁的耐腐蚀性大大提高了。从图2中可以明显的看出，经载波处理后 的纯镁的阻抗弧远远大于未经载波处理的纯镁，而阻抗弧越大，耐腐蚀性就越大。 所以，经载波处理的纯镁的耐腐蚀性大大提高。从图3中可以明显的看出，载波 处理的纯镁的腐蚀失重远远小与未经载波处理的纯镁。腐蚀失重越小，表明耐腐 蚀性越好。所以，经载波处理的纯镁的耐腐蚀性远远优于未经载波处理的纯镁。 实验结果表明，经载波处理后的纯镁阳极极化曲线有了明显的钝化区，而且 其阻抗弧远远大于未经载波处理的纯镁。所以经载波处理后的纯镁的耐腐蚀性远 远优于未经载波处理的纯镁。
具体实施方式
2:1、 AZ91D镁合金试样经1000井，2000#砂纸打磨后用丙酮清洗，再用去离子 水清洗，最后用吹风机吹干。用分析纯试剂和一次蒸馏水配0. 25mol/LNa2S(^+0. lmol/LNaOH载波钝化溶液。2、 试样在0.25mol/LNa2S0一0. lmol/LNaOH载波钝化溶液进行载波处理，载波 电场参数为E^-240mV Ep-1154mV f=10Hz k=5%， t二30min，温度为常温。3、 在O. 05mol/LNaCl+0. 01mol/LNaOH溶液中比较未经载波处理/经载波处理 的AZ91D镁合金的阳极极化曲线、析氢率曲线和腐蚀失重曲线，分别列入图4、图 5和图6。实验结果表明，经载波处理后的AZ91D镁合金的阳极极化曲线有了明显的钝 化区，腐蚀电位较基体提高30mV左右。经载波处理后的AZ91D镁合金析氢率和腐 蚀失重量远远小于未经载波处理的AZ91D镁合金。所以经载波处理后的AZ91D镁合 金的耐腐蚀性明显优于未经载波处理的AZ91 D镁合金。
权利要求
1、一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特征是在0.25mol/LNa2SO4和0.1mol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝化的电场参数为Eh＝-240mV至-425mV E1＝-1154mV至-1300mV f＝1OHz k＝5％至10％，t＝30min至15min，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。
2、 根据权利要求1所述的提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特 征是在0.25mol/LNa2S04和0. lmol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载 波钝化的电场参数为Eh=-425mV E'=-1300mV f=10Hz k=10%， t=15min，温度为常 温，对纯镁进行载波处理。
3、 根据权利要求1所述的提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特 征是在0. 25mol/LNa2S04和0. lmol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载 波钝化的电场参数为Eh=-240mV EF-1154mV f=10Hz k=5%， t=30min，温度为常 温，对AZ91D镁合金进行载波处理。
全文摘要
本发明提供的是一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺。在0.25mol/LNa<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>和0.1mol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝化的电场参数为E<sub>h</sub>＝-240mV至-425mV E<sub>l</sub>＝-1154mV至-1300mV f＝10Hz k＝5％至10％，t＝30min至15min，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。本发明对设备要求简单，在交变电场条件下即可完成；具有无毒无污染，非常环保；在常温下即可进行，对生产温度没有要求；工艺操作简单，易于控制，成膜效果好，产品适应性强，成本低，非常适合工业化生产。
文档编号C25D11/02GK101245484SQ20081006414
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者刘晓兰, 孟国哲, 涛 张, 徐雅欣, 王福会, 邵亚薇 申请人:哈尔滨工程大学