專利名稱：鎂合金表面鋅鈣鈰磷化溶液及其轉化處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及到ー種鎂合金表面防腐處理技術，具體地說是ー種鎂合金表面鋅鈣鈰磷化溶液及其轉化處理工藝。
背景技術：
鎂合金具有比重小 、比強度高、良好的導電能力和電磁屏蔽性能、減振/阻尼性能，且容易回收利用等特點。鎂合金可應用于汽車、摩托車、航空航天等領域。但是，鎂的電極電位較低，化學性質活潑，耐蝕性較差，通常需經過在其表面制備ー層保護膜才可使用。最常用的方法是通過化學轉化的方法形成一次化學轉化膜。美國道(Dow)化學公司開發的鉻酸鹽轉化技術最具代表性。著名的Dow 7エ藝采用重鉻酸鈉和氟化鎂，在鎂合金表面生成鉻鹽及基體金屬化合物，膜層起著屏障作用，減緩了腐蝕，但磷化液中含有六價鉻離子，污染環境，因此，開發無鉻化學轉化膜エ藝成為研究熱點。一種對鎂合金表面進行處理的方法(CN200510115372.X)對鎂合金表面進行處理的方法，該方法包括將鎂合金依次與脫脂液、酸性溶液、堿性溶液、化學轉化處理液接觸，其中，所述化學轉化處理液為含有磷酸ニ氫鹽、磷酸和偏釩酸鹽的水溶液。ー種《鎂合金磷化溶液及其磷化工藝》(CN200410011015. 4)，其中，所述鎂合金表面磷化溶液的ー種配方為，每升該溶液中含有高錳酸鉀O. I 10克，磷酸ニ氫鋅5 30克，氟化氫氨10 30克，硫酸錳O. 5 3. O克；其另ー種配方為，每升該溶液中含有植酸O. I I. O克，磷酸ニ氫氨5 30克，氟化氫氨5 10克，硫酸鋅O. 5 2. O克，pH3 5。《鎂合金表面鈣系磷化溶液及其化成轉化處理工藝》(CN200610097748. 3)，以水為溶劑，其每升該溶液中含有磷酸ニ氫鈣5_80g、磷酸2-15ml、硝酸鹽2_15g、多聚磷酸鹽O. l_5g。發明專利《鎂合金表面鋅鈣系磷化溶液及其轉化處理工藝》(CN200910191066. 2)，以水為溶劑，其每升該溶液中含有磷酸氫ニ鈉10 30克、硝酸鋅4 6克、亞硝酸鈉2 4克、氟化鈉O. 5 2克、硝酸鈣O. 5 2克，可得到鋅鈣系磷化液轉化處理。在此基礎上，我們開發了ー種鎂合金表面鋅鈣鈰磷化溶液及其轉化處理工藝。

發明內容
本發明的目的在于提出ー種鎂合金表面鋅鈣鈰磷化溶液及其轉化處理工藝，以滿足鎂合金表面防腐技術的需要。本發明的鎂合金表面鋅鈣系磷化溶液，其配方為，每升該水溶液中含有磷酸氫ニ鈉10 30克硝酸鋅4. O 6. O克亞硝酸鈉2. O 4. O克氟化鈉O. 5 2. O克硝酸鈣O. 5 2. O克
硝酸鈰O. 5 2. O克用本發明的所述的磷化溶液進行鎂合金表面磷化轉化處理的エ藝方法，其エ藝流程為堿洗脫脂一水洗一酸性活化一水洗一表面活化一水洗一轉化處理一水洗一烘干；該エ藝的具體步驟為將經過預處理后的鎂合金部件浸潰于上述鎂合金磷化溶液中進行轉化處理，其工作溫度40 70°C，時間為5 60分鐘。采用本發明的轉化處理工藝，鎂合金部件在鋅鹽、鈣鹽和磷酸鹽組成的鋅鈣系磷化溶液中處理，在其表面可獲得保護性良好，細致均勻的磷酸鹽轉化膜。這種轉化膜穩定、附著力強，能夠有效提高鎂合金的抗腐蝕性。本發明的轉化工藝操作簡單易控制，成本較低。



圖I為本發明實施案例AZ31表面磷化膜SEM照片。圖2為本發明實施案例AZ31基體及表面磷化膜在3. 5% NaCl溶液中析氫量與浸泡時間的關系曲線。圖3為本發明實施案例AZ31基體及表面磷化膜在3. 5% NaCl溶液中極化曲線。
具體實施例方式對擠壓態AZ31鎂合金樣品表面進行磷化處理。按下述配方制得鎂合金鋅鈣系磷化溶液磷酸氫ニ鈉10 30克硝酸鋅4. O 6. O克亞硝酸鈉2. O 4. O克氟化鈉O. 5 2. O克硝酸鈣O. 5 2. O克硝酸鈰O. 5 2. O克將AZ31鎂合金試樣表面脫脂并去除氧化皮后進行水洗，然后浸潰于用磷酸和氫氧化鈉調至PH值為2. 5的上述配制好的磷化溶液中，在50°C下靜置20分鐘，然后水洗、烘干。經過本發明所得的膜層為黑色，按本發明所得到的磷化膜的SEM照片見附圖I。圖2表示AZ31基體的析氫腐蝕速率為O. 35ml/cm2 · h，而轉化膜的析氫腐蝕速率為O. 049ml/cm2 · h。圖3表示基體和轉化膜的腐蝕電流密度分別為I. 49X 10_4mA/cm2和9. 2X IO^mA/cm2。即鎂合金表面鋅鈣鈰磷化膜耐蝕性明顯優于基體材料ー個數量級。與現有技術相比，本發明的創新是在鋅鈣系磷酸鹽轉化膜的基礎上，添加了鈰離子組成ー種新型的鋅鈣鈰磷化液，顯著提高了涂層的致密性和鎂合金基體的耐蝕性。同吋，溶液配方中不含六價的鉻離子，對環境友好，可以滿足各方面對無鉻產品的要求。
權利要求
1.ー種鎂合金表面鋅鈣鈰磷化溶液，其特征在干，每升該水溶液中含有 磷酸氫ニ鈉10 30克； 硝酸鋅4. O 6. O克； 亞硝酸鈉2. O 4. O克； 氟化鈉O. 5 2. O克； 硝酸鈣O. 5 2. O克； 硝酸鈰O. 5 2. O克。
2.根據權利要求I所述的鎂合金表面鋅鈣系磷化溶液，其特征在于該磷化液的成分不含任何有機物，均為無機物。
3.根據權利要求I所述的鎂合金表面磷化溶液，其特征在于，該磷化溶液用磷酸調pH值。
4.根據權利要求I所述的鎂合金表面磷化溶液，其特征在干，該磷化溶液的pH值為2 3。
5.根據權利要求I所述的鎂合金表面磷化溶液，其特征在于，該溶液的優選配方為，每升該水溶液中含有磷酸氫ニ鈉10 30克、硝酸鋅4. O 6. O克、亞硝酸鈉2. O 4. O克、氟化鈉O. 5 2. O克、硝酸鈣O. 5 2. O克，硝酸鈰O. 5 2. O克，其中pH值為2. O 3. O。
6.ー種鎂合金表面轉化處理工藝，其エ藝流程為堿洗脫脂一水洗一酸性活化一水洗—表面活化一水洗一轉化處理一水洗一烘干；該エ藝的具體步驟為將經過預處理后的鎂合金部件浸潰于上述鎂合金磷化溶液中進行轉化處理，其工作溫度40 70°C，時間為10 70分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種鎂合金表面鋅鈣鈰系磷化溶液及其轉化處理工藝，所述鎂合金表面磷化溶液，是由以下成分組成的水溶液，即每升該溶液中含有磷酸氫二鈉10～30克、硝酸鋅4.0～6.0克、亞硝酸鈉2.0～4.0克、氟化鈉0.5～2.0克、硝酸鈣0.5～2.0克、硝酸鈰0.5～2.0克。使用該磷化溶液對鎂合金進行表面轉化處理的工藝方法，其工藝流程為堿洗脫脂→水洗→酸性活化→水洗→表面活化→水洗→磷化→水洗→烘干；其工作溫度40～70℃，時間為5～60分鐘。本發明之轉化處理工藝，可在鎂合金表面獲得保護性良好的磷酸鹽轉化膜。該膜致密穩定、附著力強，可顯著提高鎂合金部件耐腐蝕性能。該轉化處理工藝穩定、環保，且操作簡單，成本較低。
文檔編號C23C22/36GK102677035SQ20121018470
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者曾榮昌 申請人:山東科技大學