CN104342683A - 一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸30-34ml/L，磷酸二氢钠34-36g/L，硝酸钙42-46g/L，碳酸钡12-14g/L，植酸14-16ml/L，柠檬酸钠18-20g/L，酒石酸钾钠6-8g/L，氟化钠10-12g/L，硝酸锌7-9g/L，醋酸钠4-6g/L，偏钒酸铵3-5g/L，氟硅酸钾5-7g/L，乙醇220-240ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件预处理，再将镁合金工件处理液中，处理液温度为40-50℃，处理时间为15-25分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，处理后放入热水中浸泡6-8分钟，然后自然晾干。
Description
技术领域
本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺。
背景技术
镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第八位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石、菱镁矿的形式存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，用之不竭；镁及镁合金具有比重小，比强度和比刚度高，导热导电性能好，可回收再利用等特点，被誉为21世纪的“绿色工程材料”，但其化学活性较高，在工作环境中经常发生严重的腐蚀而使得其应用范围受到局限。
镁合金的腐蚀方式通常有两种情况：一是在一般环境中的腐蚀，称“一般腐蚀”或“环境腐蚀”，也称“化学腐蚀”，二是在腐蚀原电池条件下产生的“电化学腐蚀”。这是镁合金腐蚀的主要方式，为了扩大镁合金的应用范围，就必须采取良好的表面处理保护措施避免腐蚀最简单的方法是在镁合金上涂层防止与环境接触，即表面涂镀层技术，而化学转化处理在目前是一种即方便、经济、又有效的表面处理技术，并为其后的其它防护方法如涂层、化学镀等提供了良好基底。通过化学反应后，在镁合金表面形成一层致密的金属复合盐转化膜或氧化膜保护层，这层化学转化膜是在基体金属上直接生成的，与基体形成一个整体的结构，以达到增强镁合金的耐蚀性和与其它涂镀层材料的附着力。
镁合金的化学转化膜的防蚀能力优于自然氧化膜，可为镁合金提供较好的涂装基底，且膜层很薄，含有大量的显微网状裂纹，便于涂装过程中涂料的渗入，实现转化膜与涂层良好的结合，从而提高涂装层的附着力。转化膜的致密性和非活性，能阻隔镁和镁合金与外界环境形成腐蚀微电池，从而增强涂装层的耐蚀性。目前主要采用的化学转化工艺方法有：铬酸盐处理法、磷酸盐/高锰酸盐法、氟锆酸盐法、锡酸盐法、铈盐等稀土盐法工艺。
镁合金表面需要依次进行预处理(清理、脱脂、酸洗等)、镀膜、涂装(喷漆、喷塑、镀金属等)等处理，通常所说的镁合金压铸件的表面处理指的是镀膜这道工艺，其主要作用是在镁合金表面形成与涂料、塑料或金属附着性能好的具有耐腐蚀性的保护膜层。目前，在镁合金压铸领域中主要采用的是浸湿法表面处理方法，也就是使用处理溶液进行的表面处理方法。
化学成膜技术主要是指将镁合金工件放置在化学溶液中、利用工件与化学处理液之间的化学反应在工件表面形成保护膜层的一类表面处理技术。
现有技术中较成熟的化学转化膜技术是利用铬酸盐，但由于六价铬的毒性，在诸多领域被限制使用，虽然也有代铬的一些方法报道，但或者效率低下，或者耐腐蚀性达不到铬转化膜的效果，因此，存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺通过对转化膜处理液的组分的调整，不使用铬酸盐，同时使得制备的转化膜的耐蚀性达到或超过铬酸盐制备的转化膜。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸30-34ml/L，磷酸二氢钠34-36g/L，硝酸钙42-46g/L，碳酸钡12-14g/L，植酸14-16ml/L，柠檬酸钠18-20g/L，酒石酸钾钠6-8g/L，氟化钠10-12g/L，硝酸锌7-9g/L，醋酸钠4-6g/L，偏钒酸铵3-5g/L，氟硅酸钾5-7g/L，乙醇220-240ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件表面进行碱洗脱脂，然后用水冲洗，去除脱脂残留下的碱液，然后烘干，再将镁合金工件放入具有上述组成的处理液的处理槽中，处理液温度为40-50℃，处理时间为15-25分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，搅拌器转速为200-300转/分，处理后放入热水中浸泡6-8分钟，然后自然晾干。
本发明的有益效果为：
本发明通过对转化膜处理液组分的调整，添加多种组分，并且在大量实验的基础上，确定了处理液的组分及含量，使得生成的转化膜中以锌、钡、钙、磷为主要组分，并添加适量的钒以调整转化膜的性能，但不含有有毒的铬元素。本发明处理液制备的转化膜耐腐蚀性好，常温下盐雾试验超过200小时，可见，比铬酸盐制备的转化膜的耐腐蚀性还优异。
具体实施方式
实施例一
一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸30ml/L，磷酸二氢钠36g/L，硝酸钙42g/L，碳酸钡14g/L，植酸14ml/L，柠檬酸钠20g/L，酒石酸钾钠6g/L，氟化钠12g/L，硝酸锌7g/L，醋酸钠6g/L，偏钒酸铵3g/L，氟硅酸钾7g/L，乙醇220ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件表面进行碱洗脱脂，然后用水冲洗，去除脱脂残留下的碱液，然后烘干，再将镁合金工件放入具有上述组成的处理液的处理槽中，处理液温度为40℃，处理时间为25分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，搅拌器转速为200转/分，处理后放入热水中浸泡8分钟，然后自然晾干。
实施例二
一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸34ml/L，磷酸二氢钠34g/L，硝酸钙46g/L，碳酸钡12g/L，植酸16ml/L，柠檬酸钠18g/L，酒石酸钾钠8g/L，氟化钠10g/L，硝酸锌9g/L，醋酸钠4g/L，偏钒酸铵5g/L，氟硅酸钾5g/L，乙醇240ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件表面进行碱洗脱脂，然后用水冲洗，去除脱脂残留下的碱液，然后烘干，再将镁合金工件放入具有上述组成的处理液的处理槽中，处理液温度为50℃，处理时间为15分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，搅拌器转速为300转/分，处理后放入热水中浸泡6分钟，然后自然晾干。
实施例三
一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸32ml/L，磷酸二氢钠35g/L，硝酸钙44g/L，碳酸钡13g/L，植酸15ml/L，柠檬酸钠19g/L，酒石酸钾钠7g/L，氟化钠11g/L，硝酸锌8g/L，醋酸钠5g/L，偏钒酸铵4g/L，氟硅酸钾6g/L，乙醇230ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件表面进行碱洗脱脂，然后用水冲洗，去除脱脂残留下的碱液，然后烘干，再将镁合金工件放入具有上述组成的处理液的处理槽中，处理液温度为45℃，处理时间为20分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，搅拌器转速为250转/分，处理后放入热水中浸泡7分钟，然后自然晾干。
Claims (1)
1.一种镁合金工件表面耐蚀转化膜处理工艺，其特征在于，该工艺采用的处理液的组成为：85%磷酸30-34ml/L，磷酸二氢钠34-36g/L，硝酸钙42-46g/L，碳酸钡12-14g/L，植酸14-16ml/L，柠檬酸钠18-20g/L，酒石酸钾钠6-8g/L，氟化钠10-12g/L，硝酸锌7-9g/L，醋酸钠4-6g/L，偏钒酸铵3-5g/L，氟硅酸钾5-7g/L，乙醇220-240ml/L，余量为水；所述处理工艺为：对镁合金工件表面进行碱洗脱脂，然后用水冲洗，去除脱脂残留下的碱液，然后烘干，再将镁合金工件放入具有上述组成的处理液的处理槽中，处理液温度为40-50℃，处理时间为15-25分钟，处理槽中采用搅拌器搅拌，搅拌器转速为200-300转/分，处理后放入热水中浸泡6-8分钟，然后自然晾干。
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