專利名稱：鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液及其處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金表面防腐蝕處理技術(shù)，具體涉及一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液 及其處理工藝。
背景技術(shù)：
鎂合金在金屬材料中，比重低、比強度高、電磁屏蔽好、減震性能好且適于回收使用，在航空工業(yè)，汽車工業(yè)，家電行業(yè)，電子通訊領(lǐng)域被日益廣泛應(yīng)用。但是鎂合金的電極電 位極負(-2. 34KV)，化學(xué)穩(wěn)定性差，耐蝕性能差，在大多數(shù)介質(zhì)中，鎂合金都不穩(wěn)定，易被腐 蝕。解決鎂合金腐蝕防護問題，基本是從控制雜質(zhì)的含量入手，制備高純度的合金，以及在 鎂合金表面上形成防腐蝕的膜層，后一種方式是最經(jīng)濟易行的方法。美國Dow Chemical公 司的Dow7工藝采用鉻酸鈉和氟化鎂，在鎂合金表面生成鉻鹽及金屬膠狀物，具有一定抗蝕 能力，但是六價鉻是嚴(yán)重的致癌物，而且對環(huán)境污染嚴(yán)重，不符合環(huán)保的要求，全世界范圍 內(nèi)已經(jīng)開始禁止鉻酸鹽的使用。在鎂合金表面形成無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的處理技術(shù)是一個亟待 解決的問題，鎂合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的處理技術(shù)的研發(fā)已成為鎂合金表面防護技術(shù)發(fā) 展的一個重要方向。
發(fā)明內(nèi)容
基于以上原因，有必要開發(fā)一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液，此處理液無鉻酸鹽，符 合環(huán)保要求，且膜層穩(wěn)定，附著力強。本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全 環(huán)保，無毒害作用的鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液及其處理工藝。本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方實現(xiàn)一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液，由以下成分組成，每升處理液成分包括氧化鈣 0. 8-1. 2g，磷酸6-10ml，促進劑硝酸鈣0_llg，促進劑間硝基苯磺酸鈉0-1. 5g，溶液穩(wěn)定劑 亞硝酸鈣0-0. 8g。一種用權(quán)利要求1所述的鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液進行鎂合金表面處理的工藝 方法，工藝流程如下鎂合金工件表面脫脂一水洗一轉(zhuǎn)化處理一水洗一烘干，其中的轉(zhuǎn)化處理步驟具體 如下將經(jīng)表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗前處理后的鎂合金工件，浸漬靜置于用磷酸 或氫氧化鈉調(diào)至PH值為2. 9-3. 3轉(zhuǎn)化處理液中進行轉(zhuǎn)化處理，其工作溫度為30-60°C，轉(zhuǎn)化 時間為20-40分鐘。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明轉(zhuǎn)化工藝，在鎂合金表面可獲得保護性能好的、 均勻細致的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜。這種轉(zhuǎn)化膜對介質(zhì)起到屏蔽作用，膜層附著力強、成分穩(wěn)定，能 夠有效地阻止腐蝕介質(zhì)對基體的侵蝕，使鎂合金抗腐蝕性及表面發(fā)生本質(zhì)的改進，使之在 實際環(huán)境中得到有效的利用。此轉(zhuǎn)化膜處理液主要成份是鈣鹽，安全環(huán)保，不污染環(huán)境，用 途廣泛，可以用于單獨防護(浸油，油脂，蠟等)，還可以用于工序間的防護及油漆和粉底等 有機膜的基底。本發(fā)明鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的工藝易于控制，工藝穩(wěn)定，添加劑少，安全環(huán)保，在應(yīng)用過程中降低了成本。
圖1經(jīng)過本發(fā)明處理液處理的AM60鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的SEM照片。圖2經(jīng)過本發(fā)明處理液處理的AZ60鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的SEM照片。圖3經(jīng)過本發(fā)明處理液處理的AD91D鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的SEM照片。
具體實施方式
實施例1 對AZ60鎂合金擠壓試樣進行處理。按下述配方制得鎂合金處理溶液氧化鈣1. 2克/每升水溶液磷酸8毫升/每升水溶液硝酸鈣10克/每升水溶液間硝基苯磺酸鈉1.5克/每升水溶液亞硝酸鈣0. 8克/每升水溶液對AZ60鎂合金試樣表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗，然后放入并浸沒于用 磷酸或氫氧化鈉調(diào)至PH值為3. 2的上述配制好的處理液中，在40°C靜置40分鐘，然后 用水清洗后，再烘干。此時經(jīng)過電化學(xué)極化曲線測試，自腐蝕電壓從原來的_1.5mV上升 到-0. 89mV,自腐蝕電流由原來的3. 2X l(T3A/cm2降低到3. 25 X 10"4A/cm2o實施例2:對AZ60鎂合金擠壓件試樣進行處理。按下述配方制得鎂合金處理溶液氧化鈣0. 8克/每升水溶液磷酸6毫升/每升水溶液硝酸鈣4克/每升水溶液間硝基苯磺酸鈉 0. 5克/每升水溶液將AZ60鎂合金試樣表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗，然后放入并浸沒于用磷 酸或氫氧化鈉調(diào)至PH值為2. 9的上述配制好的處理液中，在50°C靜置30分鐘，然后水洗、 烘干，經(jīng)過電化學(xué)極化曲線測試，自腐蝕電壓從原來的_1.49mV上升到-0. 67mV,自腐蝕電 流從原來的 3. OX l(T3A/cm2 上升到 2. 90 X l(T5A/cm2。由實施例子1、2可以看到，經(jīng)過本處理液處理的鎂合金自腐蝕電壓，明顯升高，同 時自腐蝕電流也降低1-2數(shù)量級。實施例3 對AZ91D鎂合金擠壓試樣進行處理。按下述配方制得鎂合金處理溶液氧化鈣0. 8克/每升水溶液磷酸8毫升/每升水溶液硝酸鈣8克/每升水溶液
間硝基苯磺酸鈉 1. 5克/每升水溶液亞硝酸鈣0. 5克/每升水溶液將AZ91D鎂合金表面脫脂后并除去氧化膜進行水洗，然后浸入用磷酸或氫氧化鈉 調(diào)至PH值為3. 1的上述配制好的處理液中轉(zhuǎn)化液中，在40°C靜置30分鐘，然后用水清洗 后，再烘干。經(jīng)過電化學(xué)極化曲線測試，自腐蝕電壓_1.47mV上升到-1.22mV，自腐蝕電流 由-0. 25A/cm2 上升到 6. 3X l(T4A/cm2。實施例4 對AM60鎂合金壓鑄件試樣進行處理。
按下述配方制得鎂合金處理溶液氧化鈣1. 0克/每升水溶液磷酸10毫升/每升水溶液硝酸鈣11克/每升水溶液間硝基苯磺酸鈉1. 5克/每升水溶液亞硝酸鈣0. 8克/每升水溶液對AM60鎂合金試樣表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗，然后放入并浸沒于用磷 酸或氫氧化鈉調(diào)至PH值為3. 2的上述配制好的處理液中，在30°C靜置40分鐘，然后用水清 洗后，再烘干。經(jīng)過電化學(xué)極化曲線測試，自腐蝕電壓由_1.46mV上升到-0. 89mV,自腐蝕電 流由-0. 27A/cm2 上升到 1. 56X l(T4A/cm2。實施例5 對AM60鎂合金擠壓試樣進行處理。按下述配方制得鎂合金處理溶液 氧化鈣1. 2克/每升水溶液磷酸10毫升/每升水溶液硝酸鈣8克/每升水溶液間硝基苯磺酸鈉 2. 5克/每升水溶液亞硝酸鈣0. 5克/每升水溶液對AM60鎂合金試樣表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗，然后放入并浸沒于用磷 酸或氫氧化鈉調(diào)至PH值為3. 0的上述配制好的處理液中，在60°C靜置20分鐘，然后用水清 洗后，再烘干。經(jīng)過電化學(xué)極化曲線測試，自腐蝕電壓由_1.47mV上升到-0. 95mV,自腐蝕電 流由-0. 30A/cm2 上升到-0. 086A/cm2。由3、4、5例子可以總結(jié)出經(jīng)此溶液處理過的AZ91D和AM60鎂合金的自腐蝕電壓 和自腐蝕電流均比未經(jīng)過溶液處理的鎂合金提高了許多。由上述例子可以看出，經(jīng)此種溶液處理過的鎂合金耐蝕性大大的增強了。本發(fā)明中的促進劑為硝酸鈣和間硝基苯磺酸鈉，其中硝酸根、間硝基苯磺酸根和 鈉離子可以加速轉(zhuǎn)化反應(yīng)，同時可以細化結(jié)晶，保證膜層質(zhì)量?？梢宰柚勾执蟮慕Y(jié)晶形成， 使結(jié)晶細致，均勻。而其中的鈣離子可以補充氧化鈣的鈣離子的不足。在本發(fā)明中亞硝酸鈣是溶液穩(wěn)定劑，亞硝酸根是起到穩(wěn)定作用，雖然亞硝酸根有 致癌的作用，污染環(huán)境，但是隨著反應(yīng)的進行，亞硝酸根離子被氧化為硝酸根離子，從而不 會對環(huán)境有污染。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液主要成分為無 毒的氧化鈣和 磷酸，對環(huán)境友好，此配方中的物質(zhì)皆為無毒或低毒物質(zhì)，形成的鈣鹽會在鎂合金表面上形 成均勻、細致的膜層，此膜層對漆的附著力很強，并且對水，油的親和力都很強。本發(fā)明得到 的膜層能夠有效阻止腐蝕介質(zhì)對基體的侵蝕，使鎂合金部件抗腐蝕性能發(fā)生本質(zhì)的改變， 從而保證了鎂合金部件的壽命。本發(fā)明鎂合金轉(zhuǎn)化膜處理工藝易于控制，穩(wěn)定，且成本低 廉
權(quán)利要求
一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液，其特征是，由以下成分組成，每升處理液成分包括氧化鈣0.8-1.2g，磷酸6-10ml，促進劑硝酸鈣0-11g，促進劑間硝基苯磺酸鈉0-1.5g，溶液穩(wěn)定劑亞硝酸鈣0-0.8g。
2.一種用權(quán)利要求1所述的鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液進行鎂合金表面處理的工藝方 法，其特征是，工藝流程如下鎂合金工件表面脫脂一水洗一轉(zhuǎn)化處理一水洗一烘干，其中的轉(zhuǎn)化處理步驟具體如 下將經(jīng)表面脫脂并除去氧化膜后進行水洗前處理后的鎂合金工件，浸漬靜置于用磷酸或 氫氧化鈉調(diào)至PH值為2. 9-3. 3轉(zhuǎn)化處理液中進行轉(zhuǎn)化處理，其工作溫度為30-60°C，轉(zhuǎn)化時 間為20-40分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜處理液及其處理工藝。該處理液以水為溶劑，每升處理液中含有氧化鈣0.8-1.2g，磷酸6-10ml，促進劑硝酸鈣0-11g，促進劑間硝基苯磺酸鈉0-1.5g，溶液穩(wěn)定劑亞硝酸鈣0-0.8g。其工藝流程為脫脂→水洗→轉(zhuǎn)化處理→水洗→烘干；轉(zhuǎn)化溫度30-60℃；時間20-40分鐘。此處理工藝，在鎂合金表面上可獲得保護性能好，細致均勻的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜。此處理液主要成份是鈣鹽，安全環(huán)保，用途廣泛，可以用于單獨防護(浸油，油脂，蠟等)，還可以用于工序間的防護及油漆和粉底等有機膜的基底。由該處理液形成的轉(zhuǎn)化膜附著力強、成分穩(wěn)定，可提高鎂合金零件的抗腐蝕性能及使用壽命。
文檔編號C23C22/07GK101824614SQ20101014680
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者孫鈺, 李光玉, 江中浩, 程仲基, 胡曉麗, 連建設(shè) 申請人:吉林大學(xué)