專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金的一種表面防護(hù)技術(shù)，即通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在鎂合金表面形成致密轉(zhuǎn)化膜的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金具有高的比強(qiáng)度和比剛度，在能源危機(jī)，環(huán)境污染的今天，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的輕量化，達(dá)到節(jié)能減排的目的，從而成為汽車(chē)和航空應(yīng)用中的理想材料。但是，鎂合金活潑的化學(xué)特性決定了其耐蝕性能差，限制了其在各行各業(yè)中的應(yīng)用。鎂合金強(qiáng)度高且成型能力較強(qiáng)，應(yīng)用較為廣泛。因此，改善鎂合金的耐蝕性具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
最簡(jiǎn)單有效的防腐蝕措施就是在鎂合金表面形成一種膜層，來(lái)阻止基材與外界介質(zhì)的直接接觸，從而達(dá)到防護(hù)的目的。表面膜層可以通過(guò)電化學(xué)或化學(xué)反應(yīng)方法等方法制備。專(zhuān)利200610089597. 7，專(zhuān)利名稱(chēng)“一種AZ91鎂合金表面處理方法”，利用電化學(xué)方法在鎂合金表面制備出厚度為15 30 Pm的白色陶瓷層。這種電化學(xué)方法需要專(zhuān)用的裝置和設(shè)備，并且工藝條件及過(guò)程遠(yuǎn)比化學(xué)處理要繁雜的多。傳統(tǒng)上，常用的鉻酸鹽溶液對(duì)鎂合金進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，但由于六價(jià)鉻(Cr6+)的化合物，具有腐蝕性和毒性并對(duì)環(huán)境危害較大。專(zhuān)利200710192654. 9，專(zhuān)利名稱(chēng)“鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理溶液”公開(kāi)了一種不含六價(jià)鉻(Cr6+)的化合物環(huán)保的化學(xué)膜轉(zhuǎn)化液，但在這種轉(zhuǎn)化液中制備的化學(xué)膜附著力差，用蘸酒精脫脂棉擦拭20 30后就脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種工藝簡(jiǎn)單，不含鉻離子、環(huán)境友好的轉(zhuǎn)換液對(duì)鎂合金進(jìn)行表面轉(zhuǎn)化，形成厚度均勻的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，這種轉(zhuǎn)化膜附著力很強(qiáng)，用蘸酒精脫脂棉擦拭不會(huì)脫落。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于按照如下的步驟制備
步驟I :化學(xué)除油堿洗，采用濃度為30 g/L的NaOH與濃度為15 g/L的Na3PO4組成的混合堿洗液，在60°C 150°C的溫度下清洗鎂合金表面的油脂及污物。步驟2 :酸洗，采用適量的質(zhì)量百分比濃度為85%磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等。步驟3 :表面活化，采用質(zhì)量百分比濃度為40%飛0%的氫氟酸進(jìn)一步去除工件表面的氧化物，及酸洗后附在工件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。步驟4，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用濃度為20 50 g/L的高錳酸鹽或錫酸鹽或鑰酸鹽溶液作為轉(zhuǎn)化液，PH值控制在3 5。在60°C 100°C的溫度下浸泡10 30 min，隨后用清水清洗干凈后烘干。本表面處理方法尤其適合AZ91鎂合金的表面處理。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是一種操作簡(jiǎn)單、工藝過(guò)程容易控制且不需要專(zhuān)用設(shè)備的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜制備方法，采用的轉(zhuǎn)化液不含有鉻離子等污染環(huán)境的成分，具有很好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，本發(fā)明方法制備的轉(zhuǎn)化膜處理的AZ91鎂合金的耐蝕性能提高6 15倍且用蘸酒精脫脂棉擦拭不會(huì)脫落。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
步驟I :化學(xué)除油堿洗，采用NaOH (30 g/L)與Na3PO4 (15 g/L)組成的混合堿洗液，在100°C的溫度下清洗鎂合金表面的油脂及污物。步驟2 :酸洗，采用適量濃度等于85% (質(zhì)量百分比)的磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等。步驟3 :表面活化，采用適量濃度為濃度等于40%(質(zhì)量百分比)的氫氟酸(進(jìn)一步去除工件表面的氧化物，及酸洗后附在工件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。步驟4 :化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用濃度為30 g/L的高錳酸鹽，PH值控制在3 5。在700C 80°C的溫度下浸泡10 min，隨后用清水清洗干凈后烘干。按上述方法制備得到厚度均勻(9 10 iim)黃棕色的轉(zhuǎn)化膜。轉(zhuǎn)化后合金的耐蝕性能提高9倍或以上。實(shí)施例2:
步驟I :化學(xué)除油堿洗，采用NaOH (30 g/L)與Na3PO4 (15 g/L)組成的混合堿洗液，在100°C的溫度下清洗AZ91鎂合金表面的油脂及污物。 步驟2 :酸洗，采用適量濃度為85% (質(zhì)量百分比)的磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等。步驟3 :表面活化，采用適量濃度為46 % (質(zhì)量百分比)的氫氟酸進(jìn)一步去除工件表面的氧化物，及酸洗后附在工件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。步驟4 :化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用濃度為40 g/L的錫酸鹽，PH值控制在3 4。在70°C 80°C的溫度下浸泡20 30 min，隨后用清水清洗干凈后烘干。按上述方法制備得到厚度均勻(0.5 1.0 Pm)銀灰色的轉(zhuǎn)化膜。轉(zhuǎn)化后合金的耐蝕性能提高15倍或以上。實(shí)施例3
步驟I :化學(xué)除油堿洗，采用NaOH (30 g/L)與Na3PO4 (15 g/L)組成的混合堿洗液，在100°C的溫度下清洗鎂合金表面的油脂及污物。步驟2 :酸洗，采用適量的濃度為85% (質(zhì)量百分比)的磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等。步驟3 :表面活化，采用適量濃度為60 % (質(zhì)量百分比)的氫氟進(jìn)一步去除工件表面的氧化物，及酸洗后附在工件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。步驟4 :化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用濃度為20 g/L的鑰酸鹽，PH值控制在3 4。在70°C 80°C的溫度下浸泡20 30 min，隨后用清水清洗干凈后烘干。按上述方法制備得到厚度均勻(11 15 iim)棕色的轉(zhuǎn)化膜。轉(zhuǎn)化后合金的耐蝕性能提高6倍或以上。
權(quán)利要求
1.ー種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于按照如下的步驟制備第一歩，化學(xué)除油堿洗，采用NaOH與Na3PO4組成的混合堿洗液，在60°C 150°C的溫度下清洗鎂合金表面的油脂及污物； 第二歩，酸洗，采用磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等; 第三步，表面活化，采用氫氟酸進(jìn)一歩去除エ件表面的氧化物，及酸洗后附在エ件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備； 第四步，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用濃度為20 50 g/L的高錳酸鹽或錫酸鹽或鑰酸鹽溶液作為轉(zhuǎn)化液，PH值控制在3 5，在60°C 100°C的溫度下浸泡10 30 min，隨后用清水清洗干凈后烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于步驟一中NaOH的濃度為30 g/L, Na3PO4的濃度為15 g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于步驟ニ中磷酸質(zhì)量百分比濃度為85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于步驟三中氫氟酸的質(zhì)量百分比濃度為40%飛0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的ー種鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于該鎂合金為AZ91鎂合金。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠大幅提高鎂合金的通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在鎂合金表面形成的轉(zhuǎn)化膜制備方法。采用NaOH與Na3PO4組成的混合堿洗液，在60℃~150℃的溫度下清洗鎂合金表面的油脂及污物；采用適量的磷酸除去金屬表面的氧化物，嵌入表面的污垢及附著的冷加工削等；采用氫氟酸進(jìn)一步去除工件表面的氧化物，及酸洗后附在工件上的殘留物，提高表面活性，為化學(xué)轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備；采用濃度為20~50g/L的高錳酸鹽或錫酸鹽或鉬酸鹽溶液作為轉(zhuǎn)化液，PH值控制在3~5。在60℃~100℃的溫度下浸泡10~30min，隨后用清水清洗干凈后烘干。
文檔編號(hào)C23C22/40GK102732872SQ201210232828
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者付麗英, 夏蘭廷, 閆志杰 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)