镁合金产品表面改性处理方法技术

本发明专利技术涉及一种镁合金产品表面改性处理方法，该方法包括脱脂、酸洗活化、碱洗、化学改性的工序，所采用的改性溶液包括磷酸、氢氧化钙、氟化钠磷酸锌等。该方法既能满足环保要求，提高镁合金的耐腐蚀、附着力、低阻抗等性能，又节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料的表面处理方法，特别涉及一种镁合金产品表面改性处 理方法。 技术背景 随着各种应用器材日趋轻薄短小以及对其散热和电磁屏蔽等性能提出较高要求， 镁合金以其比重小，比强度、比刚度高，具有良好的导热性、电磁屏蔽性、减振性以及绿色环 保等有点，成为21世纪理想的电子产品壳体和轻型车辆的替用材料，在汽车、3C产品和航 空航天等工业领域具有广阔的应用前景，因此，镁合金作为结构材料使用时优势有着重要 的现实意义。由于镁是极活泼的金属，标准电极电位为-2. 36V，其耐腐蚀性极差，制约了镁 合金的使用。目前，通过镁合金表面处理来保护其本身材质。常用的镁合金表面处理采用 在镁合金表面镀膜，在金属表面形成一层致密的保护性膜，防止金属被腐蚀。现有技术根据 成膜条件，镁合金表面处理技术可以归纳为化学成膜和阳极氧化成膜两大类，但是阳极氧 化成膜处理技术有工艺复杂、成本较高、很难保持处理液的有效性和处理液温度的恒定性 等问题，因此还很难推广使用。化学成膜，其转化工艺需用的设备简单，投资少，容易操作， 成本低，使用较多。化学成膜一般作为涂装的底层，以增强涂装的附着性。由于在成膜过 程中不使用电源，所以没有由于电力线分布不均而导致的膜层厚度不均匀及深孔处不能沉 积膜层的弊端，只要是电解液可以到达的表面，都能够获得厚度均匀的转化膜。目前大多 数的镁合金化学成膜采用铬酸盐化学成膜，这种方法由于采用铬酸盐溶液对金属进行化学 改性，如美国专利第4676842号及美国DOW化学公司的化学改性处理No. 20 (修正型铬酸 制程）等，使得镁合金的表面膜中含有高污染性化学物质Cr3+，对以后镁合金回收造成困 难，另外处理槽中含Cr 3+的溶液所挥发出的有毒气体，会给作业人员的健康造成危害，并且 处理槽中的溶液排放也需要进行废水处理，然而，Cr 3+不容易沉降，使废水处理的成本提高， 因此，镁合金铬酸盐的化学表面处理对人体和环境有不同程度的危害。随着镁合金产品需 求的日益增大，开发对环境和操作者无危害的技术及处理液、实现绿色表面处理，无铬 系化学表面处理是国内学者关注的问题，如日本学者梅原博行等的高锰酸钾体系无铬转化 膜；David Hawke对镁合金AM60B进行磷酸盐?高猛酸盐处理，在镁合金表面得到一层转化 膜，该研究发现，膜的颜色和厚度对处理时间非常敏感；M. A. Gongzalez等研究了低成本、 污染轻的锡酸盐转化膜，将ZC71镁合金固溶、水淬、回火处理后进酸洗等前处理，再将试样 浸入锡酸盐，可在表面形成2?5 μ m的化学转化膜；A. L. Rudd等研究了加入稀土元素也 可以形成保护膜，如镧、镨的硝酸盐在WE43镁合金上的成膜特性；A. K. Sharma研究了不经 浸锌，在镁上直接化学镀镍的工艺；甘肃工业大学的尹建军研究直接在镁合金表面镀锌； 戴长松、中科院的霍宏伟等研究了镁上化学镀镍，但基体结合力差，所以在中间加入浸锌。 上述无铬系处理方法，当进行转化处理时，其溶液不稳定，转化膜层不均匀、易脱落，附着性 能不好，并且得到的保护膜较薄，耐蚀性差。因此，既能满足环保要求、提高镁合金的耐蚀性 能，又有一定商业价值，又能节省能源的镁及镁合金表面处理方法，是本领域技术人员非常 关注的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，它既能满足环保要求，提高 镁合金的耐腐蚀、附着力、低阻抗等性能，又节约成本。 本专利技术所述，包括以下步骤： 1) 镁合金产品打磨； 2) 脱脂 将打磨后的镁合金产品浸入装有5%?10%氢氧化钠溶液的脱脂槽中，75?95°C下，超 声波脱脂5?15分钟，取出，放入第一纯水水洗槽中水洗10-30秒，取出，再放入第二纯水 水洗槽中水洗10?30秒，取出，滴水10?20秒； 3) 酸洗活化 将预处理后的镁合金产品浸入盛有氢氟酸、乙二醇混合溶液的酸洗槽中，混合溶液温 度为45?55°C下，酸洗1?3分钟，放入第三纯水水洗槽中水洗10?30秒后，再放入第四 纯水水洗槽中水洗10?30秒，取出，滴水10?20秒，随后浸入超声波槽水洗5-8分钟，取 出，滴水10-20秒； 4) 碱洗 将经步骤3)处理的镁合金产品浸入装有20%-30%氢氧化钠的碱洗槽中，在75-95°C下， 超声波碱洗5-15分钟，取出，放入第五纯水水洗槽中水洗10-30秒，取出，再放入第六纯水 水洗槽中水洗10-30秒，取出，滴水10-20秒； 5) 化学改性 将经步骤4)处理后的镁合金产品放入盛有改性处理溶液的槽中室温?45°C下，化学 成膜30?120秒，然后进入第七纯水水洗槽中水洗10-30秒，取出，再放入第八纯水水洗槽 中水洗10-30秒，取出，吹去产品大面积水，再烘烤15-20分钟，至产品烘干。 步骤3)所述的混合溶液为每升酸洗溶液中含有氢氟酸40克、乙二醇32克。 步骤5)所述的改性处理溶液的配比为每升溶液中含有磷酸60?100克、氢氧化 钙40?60克、氟化钠1?4克、磷酸锌2?6克、氯化钠3?8克。 本专利技术有以下优点： 1. 本专利技术是以磷酸盐为主体的处理溶液，不使用铬酸或氰化物，无污染，在实际生产中 满足环保和可持续发展的要求；解决了
技术介绍
所述的使用铬酸盐处理溶液含有的铬或重 金属元素对环境与人体造成的不同程度的危害； 2. 整套工艺的溶液可以在追加损耗的情况下重复适用，大大地节省资源、降低了生产 成本，与阳极氧化工艺相比，可以减低成本约65%的成本； 3. 该技术工艺简单，易形成自动化生产线，而不需大的设备投资，形成产能时间短，能 够适应当今社会竞争需要，提高企业竞争力； 4. 采用本专利技术所述方法，在镁合金表面形成的化学转化膜，其附着力强，耐腐蚀性能 好，低阻抗性能高； 5. 本专利技术所述方法中溶液配比、加热温度和处理时间的优化控制，解决了转换溶液不 稳定，转化膜层不均匀、易脱落等难题。 本专利技术所述试剂均采用市售的化学纯试剂。 【具体实施方式】 1.配置试剂 A.配置脱脂溶液 称取氢氧化钠80克，溶解，然后加纯净水稀释至1升。 B.配置酸洗活化溶液 称取50%的氢氟酸80克、乙二醇32克，加少量纯净水搅拌充分溶解，加纯净水稀释至 1升，得到酸洗活化溶液。 C.配置碱洗溶液 称取氢氧化钠 200-250克，加入少量的蒸馏水溶解，再加纯净水稀释至1升。 D.配置改性溶液 分别称取磷酸60-100克，氢氧化钙40-60克，氟化钠 1-4克，磷酸锌2-6克，氯化钠 3-8 克，配制成1升溶液。 2.取AZ91D镁合金材料进行表面改性处理： 1) 脱脂： 将AZ91D镁合金材料打磨、上料，放进装有5%?10%氢氧化钠溶液的脱脂槽中，超声作 用5?15分钟，工作温度为75?95°C，使油脂与碱性溶液及表面活性物质发生皂化反应和 乳化反应而溶解于水中，以达到脱脂的目的，脱脂后可以明显看见零件表面变得光亮。 脱脂后的镁合金放进第一纯水水洗槽中水洗10?30秒，以除残留在镁合金表面 上的碱性溶液及油分子，取出，再放入第二纯水水洗槽中水洗10?30秒，再次去除残留在 镁合金表面上的碱性溶液及油分子，取出，滴水10?20秒； 2) 酸洗： 将经步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金产品表面改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1）镁合金产品打磨；2）脱脂将打磨后的镁合金产品浸入装有5%～10%氢氧化钠溶液的脱脂槽中，75～95℃下，超声波脱脂5～15分钟，取出，放入第一纯水水洗槽中水洗10‑30秒，取出，再放入第二纯水水洗槽中水洗10～30秒，取出，滴水10～20秒；3）酸洗活化将预处理后的镁合金产品浸入盛有氢氟酸、乙二醇混合溶液的酸洗槽中，混合溶液温度为45～55℃下，酸洗1～3分钟，放入第三纯水水洗槽中水洗10～30秒后，再放入第四纯水水洗槽中水洗10～30秒，取出，滴水10～20秒，随后浸入超声波槽水洗5‑8分钟，取出，滴水10‑20秒；4）碱洗将经步骤3）处理的镁合金产品浸入装有20%‑30%氢氧化钠的碱洗槽中，在75‑95℃下，超声波碱洗5‑15分钟，取出，放入第五纯水水洗槽中水洗10‑30秒，取出，再放入第六纯水水洗槽中水洗10‑30秒，取出，滴水10‑20秒；5）化学改性将经步骤4）处理后的镁合金产品放入盛有改性处理溶液的槽中室温～45℃下，化学成膜30～120秒，然后进入第七纯水水洗槽中水洗10‑30秒，取出，再放入第八纯水水洗槽中水洗10‑30秒，取出，吹去产品大面积水，再烘烤15‑20分钟，至产品烘干。...

【技术特征摘要】
1. 一种镁合金产品表面改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 镁合金产品打磨； 2) 脱脂 将打磨后的镁合金产品浸入装有5%?10%氢氧化钠溶液的脱脂槽中，75?95°C下，超 声波脱脂5?15分钟，取出，放入第一纯水水洗槽中水洗10-30秒，取出，再放入第二纯水 水洗槽中水洗10?30秒，取出，滴水10?20秒； 3) 酸洗活化 将预处理后的镁合金产品浸入盛有氢氟酸、乙二醇混合溶液的酸洗槽中，混合溶液温 度为45?55°C下，酸洗1?3分钟，放入第三纯水水洗槽中水洗10?30秒后，再放入第四 纯水水洗槽中水洗10?30秒，取出，滴水10?20秒，随后浸入超声波槽水洗5-8分钟，取 出，滴水10-20秒； 4) 碱洗 将经步骤3)处理的镁合金产品浸入装有20%-30%氢氧化钠的碱洗槽中，在75...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赞文，陈伟，刘建学，余黄波，
申请(专利权)人：四川劲德兴镁铝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51