專利名稱：一種鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及餘金表面處理技術(shù)，特別是一種齢金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液 及工藝。
背景技術(shù)：
^金具有密度小、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，是最輕的工程材料，其密度相當(dāng)于工 程塑料，具有良好的熱傳導(dǎo)性、易加工性、易鑄造性、良好的尺寸穩(wěn)定性、 性和電磁屏蔽性及易回收性，在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用， 如汽車、手機(jī)、計(jì)算機(jī)、體育用品等領(lǐng)域，被譽(yù)為二十一世紀(jì)的"綠色工程材料"。 作為一種新興的結(jié)構(gòu)材料，耐腐蝕性差嚴(yán)重制約了它的應(yīng)用，^金的防護(hù)問題 越來越受到人們的重視，表面處理技術(shù)顯得越來越重要，其目的主要在于提高耐 腐蝕和防腐蝕性能。
由于齢金的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，很容易被氧化和腐蝕，即使在自來水中鎂 合金也會發(fā)生腐蝕，這就嚴(yán)動(dòng)蹄ij了,齢金的應(yīng)用。通常的,齢金表面處理方法， 工藝復(fù)雜、過禾對隹于控制，并且鈍化處理液中常含有六價(jià)鉻和氟化物對人體和環(huán) 境有害的物質(zhì)。
替代鉻Kk表面處理的稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理用于提高鋁合金、不銹鋼、碳鋼、 ^金等材料的耐腐蝕性能得到了廣泛的研究，但在稀土水溶液中處理,I^^f寺
別是AZ91D ^金所得到的轉(zhuǎn)化膜與基體合金的結(jié)合強(qiáng)度非常差，這可能是由 于在7jC溶液體系中由于g金的腐蝕而形成的疏松的鎂氧化物造成的，從而導(dǎo)致 進(jìn)一步的涂裝困難，因此這種處理方式急需改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明其一目的在于提供一種,I^金表面處理用的稀土乙醇 化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，該溶液由稀土化合物和有機(jī)酸組成，成分少，無毒無污染。
本發(fā)明提供的該種^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，其以乙醇為溶劑，每升該
溶液中包括
4硝酸鈰 檸檬酸
5 50g; O.Hg;
其IM濃度范圍為:
硝酸鈰 擰檬酸
5 10g/L;
0.5 1.5g/L;
可見，本發(fā)明iH共的鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液(稀土乙醇化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液) 為稀土化合物和有機(jī)酸均勻溶于乙醇而成，該配方簡單，不含六價(jià)鉻和氟化物等
危害人體和環(huán)境的物質(zhì)。在該配方中
硝酸鈰為主成膜物，提供轉(zhuǎn)化處理過程中所需的鈰，擰檬酸為 {，劑， 鈽轉(zhuǎn)化膜的形成。
另外，本發(fā)明的另一目的在于^f共一種齢金表面稀土處理工藝，該方辦寺
別更適用于AZ91D,鈴金，顯著提高了齢金的抗腐蝕能力。
本發(fā)明提供的該種,M^金表面處理工藝，其基本流程為除油一酸洗一水洗 —^B喿一化學(xué)轉(zhuǎn)化^水洗一磷酸鈉水溶Mi寸閉。該方法的具體步驟為
a. 除油，該步驟用以除去鎂合金部件表面的油污；
b. 酸洗，該步驟為除去鎂合金部件表面的氧化物，提高化學(xué)轉(zhuǎn)化處理質(zhì)量； C. 7jC洗，該步驟為去除g金表面的殘余酸，以避免帶入乙醇處理液中，利
于化學(xué)轉(zhuǎn)化處理；
d. 千燥，該步驟為去除f!^金表面的殘余水份，以避免帶入乙醇處理液中而 造成傲金的腐蝕；
e. 化學(xué)轉(zhuǎn)化，該步驟具體為清理^金部件表面，然后在室溫下將其浸漬于 齢金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中處理1 2h，獲得厚度為3 6pm的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。
本發(fā)明中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng)X-射線衍射(XRD)分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
f. 水洗，該步驟為去除,I^金表面殘留的處理液，以免帶入隨后的封閉處理 液中；
g. 磷酸鈉水溶^f鼓寸閉，該步驟用以提高f給金表面的抗腐蝕能力，其具體步 驟為將經(jīng)過上述處理的鎂合金部件在常溫條件下浸漬于重量百分比濃度為1 5 X磷酸鈉7jC溶液(磷酸鈉的重量百分比濃度優(yōu)選為3%)中處理10 15min。
h. 待上述步驟完成后，將g金部件取出，用熱風(fēng)烘干。這樣，本發(fā)明提供的該種,鈴金表面乙醇溶液稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝，其特
別適用于AZ91D ^金，通過該工藝得到的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力優(yōu)良，耐腐蝕能 力顯著提高，且處理溫度為室溫，節(jié)約能源，整個(gè)處理過程中不使用含有六價(jià)鉻 和氟化物等危害人身健康和環(huán)境的物質(zhì)，有利于環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)船式
實(shí)施例1
按下述配方配制fM^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液 硝酸鈰 10g/L; 擰檬酸 0.5g/L; 封閉用磷酸鈉水溶液
磷酸鈉 3% (重量百分比濃度)；
首先取一 AZ91D齢金樣品，然后依 効1A汽油、草酸、去離子水中進(jìn)行
清洗，烘干后放入化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，溫度為室溫，處理時(shí)間為
lh，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。本實(shí)施例中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度為3,，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng) XRD分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
經(jīng)上述處理后，用去離子水清洗后放入3%磷酸鈉水溶液中進(jìn)行封閉處理 15min，最后烘干。經(jīng)過，處理的AZ91D ^金金黃色稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力 良好，且通過100h鹽霧i^驗(yàn)。
實(shí)施例2
按下述配方配制fl^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液 硝酸鈰 20g/L;
檸檬酸 lg/L; 封閉用磷酸鈉水溶液
磷酸鈉 5% (重量百分比濃度)；
首先取一 AZ91D齢金樣品，然后依次放入汽油、草酸、去離子水中進(jìn)行 清洗，烘干后方1A化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，溫度為室溫，處理時(shí)間為 1.5h，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。本實(shí)施例中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度為5pm，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng) XRD分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
經(jīng)上述處理后，用去離子水清洗后放入5%磷酸鈉水溶液中進(jìn)行封閉處理 12min，最后烘干。經(jīng)過上述處理的AZ91D fl^金金黃色稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力良好，且艦100h鹽霧試驗(yàn)。 實(shí)施例3
按下述配方配制,M金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液-
硝酸鈽 30g/L; 檸檬酸 0.3g/L;
封閉用磷酸鈉水溶液
磷, 2% (重量百分比濃度);
首先取一 AZ91D鎂合金樣品，然后依次方M汽油、草酸、去離子水中進(jìn)行 清洗，烘干后放入化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，溫度為室溫，處理時(shí)間為 1.2h，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。本實(shí)施例中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度為4拜，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng) XRD分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
經(jīng)上述處理后，用去離子水清洗后放入2%磷酸鈉水溶液中進(jìn)行封閉處理 13min，最后烘干。經(jīng)過上述處理的AZ91D g金金黃色稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力 良好，且通過100h鹽霧試驗(yàn)。
實(shí)施例4
按下述配方配制^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液 硝酸鈰 35-;
擰檬酸 2g/L; 封閉用磷酸鈉水溶液
磷酸鈉 4% (重量百分比濃度)；
首先取一 AZ91D齢金樣品，然后依次放入汽油、草酸、去離子水中進(jìn)行
清洗，烘干后方M化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，溫度為室溫，處理時(shí)間為
1.8h，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。本實(shí)施例中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度為6Mm，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng) 過XRD分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
經(jīng)上述處理后，用去離子水清洗后放入4%磷酸鈉水溶液中進(jìn)行封閉處理 15min，最后烘干。經(jīng)過上述處理的AZ91D鎂合金金黃色稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力 良好，且通過100h鹽霧i^驗(yàn)。
實(shí)施例5
按下述配方配制鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液 硝酸鈰 25*擰檬酸 1.5g/L;
封閉用磷酸鈉水溶液
磷酸鈉 2.5% (重量百分比濃度)；
首先取一 AZ91D ^金樣品，然后依次方j(luò)[A汽油、草酸、去離子7jC中進(jìn)行
清洗，烘干后飼七學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，鵬為室溫，處理時(shí)間為
1.6h，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。本實(shí)施例中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度為5pm，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜化 學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng)XRD分析，得知其主要組成為二氧化鈰。
經(jīng)上述處理后，用去離子水清洗后放入2.5%磷酸鈉水溶液中進(jìn)行封閉處理 10min，最后烘干。經(jīng)過上述處理的扁D齢金金黃色稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力 良好，且通過100h鹽霧i式驗(yàn)。
實(shí)施例結(jié)果表明，通過該工藝得到的辭金金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力好，具 有良好的耐腐蝕性能，處理工藝簡單，在常溫下即可進(jìn)行，易于控制，適合工業(yè) 化生產(chǎn)，且旨處理過程中不使用氟化物、六價(jià)鉻等有害物質(zhì)，有利于人身健康 和環(huán)境f呆護(hù)。
另外，以上所述，僅是本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而己，不能以此局限本發(fā)明 之權(quán)利范圍，所述稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液可以用于AZ91D ^金，還可應(yīng)用于其 它類型的^^金。因此，依本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)思路做出其它各種相應(yīng)的改 變和變形，仍屬本發(fā)明所涵蓋的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，其特征在于，每升乙醇溶液中包括硝酸鈰5～50g；檸檬酸0.1～5g。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的g金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，其特征在于，所述^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液的 配方為硝酸鈰 5 10g/L;檸檬酸 0.5 1.5g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，其特征在于，戶 fM^金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液的最佳配方為 硝酸鈰 5g/L;檸檬酸 lg/L。
4. 一種g金表面處理工藝，其特征在于，其基本流程為除油一酸洗一水 洗一千燥一化學(xué)轉(zhuǎn)化一水洗一磷酸鈉水溶液封閉，該方法的具體步驟為a. 除油，該步驟用以除去齢金部件表面的油污；b. 酸洗，該步驟為除去齢金部件表面的氧化物；c. 水洗，該步驟為去除g金表面的殘余酸；d. 千燥，該步驟為去除g金表面的殘余水份；e. 化學(xué)轉(zhuǎn)化，該步驟具體為清理^金部件表面，然后將其浸漬于上述權(quán)利 要求1 3任意一項(xiàng)所述的g金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中；f. 水洗，該步驟為去除鎂合金避免殘留的化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液；g. 磷酸鈉7jC溶液封閉，該步驟為將經(jīng)過戰(zhàn)處理的鎂合金部件在常溫條件下 浸漬于磷酸鈉水溶液中處理；h. 待上述步驟完成后，將fM金部件取出，用熱,干。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金表面處理工藝，其特征在于，化學(xué)轉(zhuǎn)化中， ^金在化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液中處理1 2h，獲得化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的厚度范圍 為3 6y m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的fl^金表面處理工藝，其特征在于，所述磷酸鈉水溶液中，磷酸鈉的重量百分比濃度為1 5%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金表面處理工藝，其特征在于，所述磷酸鈉水 溶液中，磷酸鈉的重量百分比濃度 為3 % 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的^金表面處理工藝，其特征在于，磷酸鈉水溶液 中處理10 15min。
全文摘要
本發(fā)明涉及鎂合金表面處理技術(shù)，特別是一種鎂合金表面處理化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液，化學(xué)轉(zhuǎn)化溶液以乙醇為溶劑，每升溶液包括硝酸鈰5～50g、檸檬酸0.1～5g。另外，本發(fā)明還提供一種鎂合金表面處理工藝，其基本流程為除油→酸洗→水洗→干燥→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→磷酸鈉水溶液封閉，磷酸鈉重量百分比濃度為1～5％。而本發(fā)明提供的稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理特別適用于AZ91D鎂合金，通過該工藝得到的金黃色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜附著力好，具有良好的耐腐蝕性能，處理工藝簡單，在常溫下即可進(jìn)行，易于控制，適合工業(yè)化生產(chǎn)，且整個(gè)處理過程中不使用氟化物、六價(jià)鉻等有害物質(zhì)，有利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號C23C22/02GK101671821SQ20081001318
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者峰 江, 成 王, 王福會 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所