本發(fā)明涉及金屬表面耐蝕處理，特別涉及一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鎂合金因其良好的比強度、比剛度、電磁屏蔽比及阻尼減震性能，可廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、軍工、光學(xué)儀器及航空航天等領(lǐng)域。但由于鎂合金耐蝕性較差，因此對鎂合金進行表面處理通常是提高鎂合金耐蝕性的有效手段?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜由于綠色環(huán)保、操作簡單且耐蝕性較好而成為鎂合金表面防護的重要手段。特別是鎂合金應(yīng)用于強腐蝕環(huán)境時就更需要在鎂合金表面制備高耐蝕的轉(zhuǎn)化膜。

2、從工業(yè)生產(chǎn)角度講，如何低成本地在鎂合金表面形成高耐蝕的轉(zhuǎn)化膜是當(dāng)前研究的重點?，F(xiàn)有的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜技術(shù)中，成膜溶液以錳系磷酸鹽為主。目前錳系磷酸鹽主要以硫酸錳為主，要提高錳鹽轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性并提出相應(yīng)的理論指導(dǎo)比較困難。例如，有研究表明鎂合金在成膜過程中溶解出的金屬離子如mg2+,al3+等會參與成膜，但其對膜層沉積的影響并沒有被研究。又有研究指出在轉(zhuǎn)化膜溶液中加入少量mg2+，可以充當(dāng)異質(zhì)形核劑，降低形核功，可以提高形核率，提高膜層的耐蝕性能，膜層形核速率快，雖然會在一定程度上降低涂層的缺陷，但仍無法避免膜層存在的缺陷，其一次形核自身存在的問題仍然沒辦法解決。因為成長所需的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于形核所需能量，所以一旦形核便會傾向于成長，很難再發(fā)生二次形核。由于形核導(dǎo)致的缺陷在成長過程中無法彌補，這些缺陷并不能只通過提高形核率來修補，缺陷的存在會導(dǎo)致涂層的耐蝕性能下降。同時，由于形核速率快導(dǎo)致晶粒成長空間受限，膜層厚度也難以提高。因此，一次形核很難同時形成高膜厚且膜層致密無缺陷的轉(zhuǎn)化膜。但膜層的厚度和膜層的致密性是高耐蝕轉(zhuǎn)化膜必須同時具備的兩個條件。

3、因此，如何低成本制備膜層均勻且膜層厚度較高的鎂合金轉(zhuǎn)化膜是當(dāng)前亟待解決的重要問題。如果可以在成膜過程中可以發(fā)生兩次形核，第一次形核提高膜層厚度，第二次形核填充在第一次形核所導(dǎo)致的缺陷處，就可以解決一次形核帶來的成缺陷的問題，并制備同時兼顧膜層厚度和致密性的轉(zhuǎn)化膜。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制備成本低且制得的膜層厚而均勻的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，包括如下步驟：

3、將氯化錳和氯化鈣溶于水，然后加入磷酸二氫銨、硝酸鈉及edta于50～60℃轉(zhuǎn)化處理10～15min得到轉(zhuǎn)化膜溶液；

4、將所述轉(zhuǎn)化膜溶液置于50℃-60℃的水浴鍋中加熱保溫；

5、將鎂合金放入轉(zhuǎn)化膜溶液中在50℃-60℃的成膜溫度下成膜10-15min在鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜；

6、取出鎂合金對轉(zhuǎn)化膜洗滌干燥后進行表征。

7、進一步地，所述轉(zhuǎn)化膜溶液中氯化錳的濃度為0.2-0.3mol/l，氯化鈣的濃度為0.2-0.3mol/l，磷酸二氫銨的濃度為0.24-0.30mol/l，硝酸鈉的濃度為0.02-0.04mol/l，edta的濃度為0.02-0.05mol/l。

8、優(yōu)選地，所述成膜溫度為60℃。

9、優(yōu)選地，所述成膜時間為10min。

10、進一步地，所述鎂合金為利用線切割切成的30mm×30mm×5mm、10mm×10mm×5mm或11mm×11mm×12mm大小的鎂合金塊。

11、進一步地，所述鎂合金經(jīng)800#、1000#、1200#二氧化硅砂紙打磨后用酒精沖洗吹干。

12、本發(fā)明提供的一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，在配制轉(zhuǎn)化膜溶液時用氯化錳替代傳統(tǒng)的硫酸錳，并在轉(zhuǎn)化膜溶液中引入氯化鈣。不同于當(dāng)前依靠金屬溶解產(chǎn)生的不同陽離子參與成膜或者加入不同含量的陽離子充當(dāng)異質(zhì)形核劑來促進形核以提高一次形核的形核率而無法從本質(zhì)上解決一次形核帶來的缺陷。本發(fā)明從理論指導(dǎo)的角度通過計算沉淀平衡相圖快速篩選出成膜所需陽離子，使在成膜過程中發(fā)生兩次形核，解決了膜層沉積過程中存在的沒法修復(fù)膜層缺陷的問題。本發(fā)明溶液中存在具有不同沉積能力的游離mn2+、ca2+和被絡(luò)合的mn2+與ca2+的磷酸一氫鹽，能夠使成膜過程中發(fā)生兩批形核。第一批形核能提高膜層的厚度，由于缺陷處電化學(xué)反應(yīng)劇烈ph值及反應(yīng)熵增加，進而觸發(fā)第二批形核，使第二批形核能夠靶向填充膜層缺陷位置，實現(xiàn)膜層在成膜過程中的自致密，保證形成的轉(zhuǎn)化膜膜層的均勻性及致密性。

13、本發(fā)明從本質(zhì)上解決了一次形核所帶來的問題，不能僅靠提高形核率來提高膜層的耐蝕性能，設(shè)計出可以在成膜過程中發(fā)生兩次形核的轉(zhuǎn)化膜。本發(fā)明提供的是一種設(shè)計溶液的思路，不局限于鎂合金及轉(zhuǎn)化膜領(lǐng)域，適用于所有涉及“溶解-電離-沉積”體系的膜層，可以更高效準(zhǔn)確地設(shè)計成膜溶液并制備出高耐蝕膜層。

14、并且，本發(fā)明提供的一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，將成膜溫度控制在50℃-60℃，成膜時間控制在10-15min，不僅能夠保證轉(zhuǎn)化膜溶液自身的成膜效果和成膜反應(yīng)速度，使膜層充分形核，膜層覆蓋均勻，還能促使轉(zhuǎn)化膜充分成膜，保證轉(zhuǎn)化膜的厚度，且避免轉(zhuǎn)化膜開裂，從而使形成的轉(zhuǎn)化膜有很高的耐蝕性。

15、同時，本發(fā)明提供的一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，轉(zhuǎn)化膜溶液中的氯化錳和氯化鈣廉價易得，這樣是轉(zhuǎn)化膜的制備成本相對較低，經(jīng)濟效益較高，值得推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)化膜溶液中氯化錳的濃度為0.2-0.3mol/l，氯化鈣的濃度為0.2-0.3mol/l，磷酸二氫銨的濃度為0.24-0.30mol/l，硝酸鈉的濃度為0.02-0.04mol/l，edta的濃度為0.02-0.05mol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于：所述成膜溫度為60℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于：所述成膜時間為10min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于：所述鎂合金為利用線切割切成的30mm×30mm×5mm、10mm×10mm×5mm或11mm×11mm×12mm大小的鎂合金塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其特征在于：所述鎂合金經(jīng)800#、1000#、1200#二氧化硅砂紙打磨后用酒精沖洗吹干。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，其步驟包括：將氯化錳和氯化鈣溶于水，然后加入磷酸二氫銨、硝酸鈉及EDTA于50～60℃轉(zhuǎn)化處理10～15min得到轉(zhuǎn)化膜溶液；將所述轉(zhuǎn)化膜溶液置于50℃?60℃的水浴鍋中加熱保溫；將鎂合金放入轉(zhuǎn)化膜溶液中在50℃?60℃的成膜溫度下成膜10?15min在鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜；取出鎂合金對轉(zhuǎn)化膜洗滌干燥后進行表征。本發(fā)明提供的一種氯鹽高耐蝕轉(zhuǎn)化膜的制備方法，制備成本低且制得的膜層厚而均勻。

技術(shù)研發(fā)人員：孫思雨,周鵬,張濤,張一,王福會
受保護的技術(shù)使用者：東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2