專利名稱：一種鎂合金表面轉化膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及鎂合金的一種表面防護技術，即通過化學反應在鎂合金表面形成致密轉化膜的制備方法。
背景技術：
鎂合金具有高的比強度和比剛度，在能源危機，環境污染的今天，可以實現車輛的輕量化，達到節能減排的目的，從而成為汽車和航空應用中的理想材料。但是，鎂合金活潑的化學特性決定了其耐蝕性能差，限制了其在各行各業中的應用。鎂合金強度高且成型能力較強，應用較為廣泛。因此，改善鎂合金的耐蝕性具有重要的工程應用價值。
最簡單有效的防腐蝕措施就是在鎂合金表面形成一種膜層，來阻止基材與外界介質的直接接觸，從而達到防護的目的。表面膜層可以通過電化學或化學反應方法等方法制備。專利200610089597. 7，專利名稱“一種AZ91鎂合金表面處理方法”，利用電化學方法在鎂合金表面制備出厚度為15 30 Pm的白色陶瓷層。這種電化學方法需要專用的裝置和設備，并且工藝條件及過程遠比化學處理要繁雜的多。傳統上，常用的鉻酸鹽溶液對鎂合金進行化學轉化處理，但由于六價鉻(Cr6+)的化合物，具有腐蝕性和毒性并對環境危害較大。專利200710192654. 9，專利名稱“鎂合金表面化學轉化膜處理溶液”公開了一種不含六價鉻(Cr6+)的化合物環保的化學膜轉化液，但在這種轉化液中制備的化學膜附著力差，用蘸酒精脫脂棉擦拭20 30后就脫落。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種工藝簡單，不含鉻離子、環境友好的轉換液對鎂合金進行表面轉化，形成厚度均勻的化學轉化膜，這種轉化膜附著力很強，用蘸酒精脫脂棉擦拭不會脫落。本發明所采用的技術方案是一種鎂合金表面轉化膜的制備方法，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，采用質量百分比濃度為40%飛0%的氫氟酸進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，為化學轉化做準備。步驟4，化學轉化處理，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。本發明的有益效果是本發明是一種操作簡單、工藝過程容易控制且不需要專用設備的化學轉化膜制備方法，采用的轉化液不含有鉻離子等污染環境的成分，具有很好的工業應用價值，本發明方法制備的轉化膜處理的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脫落。
具體實施例方式實施例I :
步驟I :化學除油堿洗，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%(質量百分比)的氫氟酸(進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，為化學轉化做準備。步驟4 :化學轉化處理，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)黃棕色的轉化膜。轉化后合金的耐蝕性能提高9倍或以上。實施例2:
步驟I :化學除油堿洗，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 % (質量百分比)的氫氟酸進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，為化學轉化做準備。步驟4 :化學轉化處理，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)銀灰色的轉化膜。轉化后合金的耐蝕性能提高15倍或以上。實施例3
步驟I :化學除油堿洗，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 % (質量百分比)的氫氟進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，為化學轉化做準備。步驟4 :化學轉化處理，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)棕色的轉化膜。轉化后合金的耐蝕性能提高6倍或以上。
權利要求
1.ー種鎂合金表面轉化膜的制備方法，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，為化學轉化做準備； 第四步，化學轉化處理，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.根據權利要求I所述的ー種鎂合金表面轉化膜的制備方法，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.根據權利要求I所述的ー種鎂合金表面轉化膜的制備方法，其特征在于步驟ニ中磷酸質量百分比濃度為85%。
4.根據權利要求I所述的ー種鎂合金表面轉化膜的制備方法，其特征在于步驟三中氫氟酸的質量百分比濃度為40%飛0%。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的ー種鎂合金表面轉化膜的制備方法，其特征在于該鎂合金為AZ91鎂合金。
全文摘要
本發明公開了一種能夠大幅提高鎂合金的通過化學反應在鎂合金表面形成的轉化膜制備方法。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，為化學轉化做準備；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C23C22/40GK102732872SQ201210232828
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者付麗英, 夏蘭廷, 閆志杰 申請人:太原科技大學