本发明专利技术公开了一种镁合金表面制备耐腐蚀性复合氧化膜的转化液及其使用方法，其特征在于，所述转化液为利用含稀土盐，高锰酸根与过硫酸盐、硝酸盐、高氯酸盐等复合氧化剂，锆盐、钒盐与锶盐的成膜促进剂，硼酸、氨基乙酸－盐酸溶液ｐＨ缓冲调节剂，吡啶、硫脲及衍生物、单宁酸、植酸及其盐化合物的缓蚀剂，以及十二烷基苯磺酸钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚（ＯＰ－１０）润湿剂，转化液不含六价铬具有环境友好性；化学转化处理无需加热，处理时间为１～５ｍｉｎ，可在镁合金表面室温下快速制备出耐腐蚀性能良好的复合稀土氧化物、氧化镁与氧化锰组成的复合氧化膜。本发明专利技术处理液具有成膜速度快、工艺简单、膜层均匀、耐腐蚀性强、对环境污染少等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金表面处理领域，具体涉及采用一种环境友好型非铬 稀土转化处理液，室温下在镁合金表面快速制备具有良好耐腐蚀性的基于 稀土金属氧化物与锰氧化物的复合化学转化膜。技术背景镁合金以质轻、比强度高、可再循环和良好铸造性能等特点，被誉为21世纪绿色金属结构材料，在航空航天、汽车、电子以及军事等工业上有 广阔的应用前景，近年来以20%的速度增长。特别是由于交通工具如汽车、 摩托车、自行车、列车等轻量化的要求，以及3C电子产品如手机、电脑、 MP3、照相机、摄像机等的快速发展，镁合金材料的轻质、减振性能好、 防电磁干扰好和可回收性等优点，使其在交通工具零部件、3C产品壳体材 料方面的应用前景非常可观。镁合金在实用金属中电位是最负的，使镁合 金的耐蚀性能特别差，因此镁合金的使用需要进行表面处理来提高耐腐蚀 性能。镁合金表面化学转化膜不仅本身具有一定的耐蚀性能，还可以在其上 面进行涂装提高装饰性，因此化学转化常作为镁合金彩色涂装的前处理， 提高了整个涂装体系的附着力与耐腐蚀性能。另外，化学转化采用浸泡处 理不需要通电，处理工艺简单容易控制，因此是最为广泛应用的表面处理 技术。镁合金的传统化学转化处理以MIL/M23171和HB/Z5078278工艺为 代表，由于处理液中含有毒性高且易致癌的六价铬，其使用正受到严格的 限制。特别是2000年欧洲议会通过的ELVs法规中明确规定每辆汽车用于零部件表面处理的六价铬用量不得超过2g，依照欧盟RoHS法规与我国将 实施的电子信息产品污染控制管理办法，严格限制电子电气设备中六价铬 等有毒成分的含量，因此镁合金的环境友好型无铬转化处理技术受到极大 关注。目前报道的无络转化处理工艺主要有磷酸盐处理、磷酸盐-高锰酸 盐处理、氟锆酸盐或氟钛酸盐处理、锡酸盐处理、钼酸盐或钨酸盐、钒酸 盐处理、钴盐处理等，但是与传统铬酸盐处理技术相比较，在提高处理效 率、降低处理温度、改善耐腐蚀性能方面还有待改进，尚不能取代铬酸盐 处理技术，急需发展能在室温下高效成膜的镁合金表面无铬转化处理技 术。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅能有 效解决目前的代铬处理液成膜效率较低的问题，而且赋予镁合金表面优良 耐腐蚀性氧化膜的具有低温高效、室温下快速成膜特点的无铬表面处理 液。本专利技术的另一目的是提供一种利用上述处理液对镁合金表面进行处 理的方法。本专利技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的 一种镁合金表面制 备耐腐蚀性复合氧化膜的转化液，它为室温下在镁合金表面快速制备复合 稀土-Mn氧化膜的化学转化处理液，其特征在于，其配方包括成膜主盐、成膜复合氧化剂、成膜促进剂、缓蚀剂、pH缓冲调节剂、润湿剂，其配方具体是每升溶液中含稀土成膜主盐 4gvL/1 18 g-L"氧化剂高锰酸钾 0.5 g丄" 3 g七"辅助氧化剂0.1 g.L_1 lg.L促进剂0.1 g'U1 2 g丄pH缓冲调节剂5g-L國' 15g-L缓蚀剂0.1 g,I/' 1 g丄" 0.5 g.L-1 1 g.lA润湿剂作为上述方案的进一步说明，所述稀土盐可为铈、镨、钕的氯盐、硝 酸盐或硫酸盐以及复盐，氧化剂为高锰酸钾，辅助氧化剂为双氧水、硝酸 盐、过硫酸盐、高氯酸盐，成膜促进剂为锆盐、钒盐、锶盐，含氯化物、 氟化物、硝酸盐，pH缓冲调节剂为硼酸、氨基乙酸-盐酸等，缓蚀剂为吡 啶、硫脲及衍生物、单宁酸、植酸及其盐化合物，润湿剂为十二烷基苯磺 酸钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)或其它混合物。所述镁合金采用AZ91D镁合金，其表面制备氧化膜的转化液成分为 Ce盐10g七"、高锰酸钾lg丄"、过硫酸铵0.2g丄"、氯化锶0.4 g丄"、硝 酸20mL丄"、硝酸钠10g丄"、单宁酸0.2g丄"、OP润湿剂lg丄一1。所述镁合金采用AZ63镁合金，其表面制备氧化膜的转化液成分为Ce 盐12g丄"、高锰酸钾1.5g丄"、高氯酸钾0.3g丄"、氯化锶1.0g七"、硼酸 5g-L"、植酸(Ug丄"、十二烷基苯磺酸钠润湿剂0.6g丄—1。本专利技术还提供了上述转化液的使用方法，其特征在于，它包括如下步(1) 将镁合金打磨至表面光滑平整；(2) 将镁合金表面作预处理，其工艺流程为，除油——水漂洗—— 酸浸蚀——水漂洗——碱活化——水漂洗——自然晾干；(3) 使用转化液进行转化处理，温度为室温，pH值为2 4.5，镁合金化学转化处理时间为1 5min;反应完成后，即在镁合金表面形成由氧 化镁、稀土氧化物(氧化铈等)、二氧化锰组成的复合氧化膜。 (4)用水冲洗镁合金工件，自然晾干，即可。本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有效效果是 本专利技术选用稀土盐，如铈盐等作为主要成膜成分，引入复合成膜氧化 剂与成膜促进剂提高成膜效率，可以在室温或低温下几分钟时间内快速成 膜，引入缓蚀剂、pH缓冲调节剂以及润湿剂提高成膜质量与溶液稳定性。 该转化液制备的复合稀土-Mn氧化膜耐腐蚀性能优良、与涂料的附着性良 好、膜层均匀、色泽金黄，而且制备过程中生成速度快、室温下使用降低 能耗、生产效率高、溶液稳定可长期使用、对镁合金基材疲劳性能影响小， 不含六价络对环境污染少等优点，能够代替逐渐禁止使用的铬酸盐处理工 艺，可广泛用于镁合金型材、镁合金铸件以及镁合金制品的表面处理。 附图说明图1为本专利技术镁合金表面制备耐腐蚀性氧化膜的工艺流程图；图2为本专利技术的镁合金预处理后表面SEM图；图3为本专利技术的镁合金化学转化处理后表面SEM图。具体实施方式实施例1本专利技术溶液配制成后需要在空气下快速搅拌，以使溶液充分反应。化 学转化处理时，镁合金表面的微阴极、微阳极发生电化学反应，其中，电 解液中镁合金表面存在微阳极和微阴极，阳极电位较负的a相，阴极 电位较正的金属间化合物第二相3相。镁合金表面的微阴极、微阳极电化 学反应导致在镁合金试样表面局部产生pH值变高的区域，沉积出氢氧化物沉淀。镁合金表面转化膜生成的反应可表示成如下 镁合金表面微阳极反应:Mg-2e- — Mg2+ (1)阴极反应2H20+02 + 4e — 40H. (2)如采用高锰酸钾与过硫酸铵等复合氧化剂时，阴极反应还存在以下反 应(3)、 (4)，因此可以加速阴极反应过程。因为阳极Mg溶解反应过程 很快，阴极反应速度加快之后可使得整个表面微电池反应的加速，因此提 高了转化膜的成膜速度。Mn042-+ 8tf + 5e- — Mn2+ + 4H20 (3) S2082- + 2e- — 2S042- (4)反应(2)、 (4)的存在造成lT的大量消耗将引起镁合金表面局部OH— 浓度的提高，因此可以按照反应式(5)、 (6)、 (7)生成表面膜，其中Ce" 是由于氧化剂作用下Ce"被氧化生成的，生成氢氧化物在空气中部分脱水 可以转变成氧化物的形式。成膜反应Ce3+ + 30H- — Ce(OH)3 4 (5) Ce4+ + 40H- — Ce(OH)4l (6) Mn2+ + 20H- — Mn(OH)2i (7) 随着成膜反应的进行，溶液中PT的浓度可能降低到维持反应方程(3) 所需的下限以下，在这种情况下就会发生以下的反应Mn044-+ 2H20 + 2e — Mn02 I + 40H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镁合金表面制备耐腐蚀性复合氧化膜的转化液，它为室温下在镁合金表面快速制备复合稀土－Ｍｎ氧化膜的化学转化处理液，其特征在于，其配方包括：成膜主盐、成膜复合氧化剂、成膜促进剂、缓蚀剂、ｐＨ缓冲调节剂、润湿剂，该配方具体是每升溶液中含： 稀土成膜主盐４ｇ.Ｌ↑［－１］～１８ｇ.Ｌ↑［－１］氧化剂高锰酸钾０．５ｇ.Ｌ↑［－１］～３ｇ.Ｌ↑［－１］辅助氧化剂０．１ｇ.Ｌ↑［－１］～１ｇ.Ｌ↑［－１］促进剂０．１ｇ.Ｌ↑［－１］～２ｇ.Ｌ ↑［－１］ｐＨ缓冲调节剂５ｇ.Ｌ↑［－１］～１５ｇ.Ｌ↑［－１］缓蚀剂０．１ｇ.Ｌ↑［－１］～１ｇ.Ｌ↑［－１］润湿剂０．５ｇ.Ｌ↑［－１］～１ｇ.Ｌ↑［－１］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈东初，
申请(专利权)人：陈东初，
类型：发明
国别省市：44[]
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