[发明专利]镁合金的表面处理方法

说明书

本发明系关于一种新的表面处理方法，该法使得镁合金表面具有较高的抗蚀性、较高的漆-膜粘合性和较低的表面电阻。本发明的有效的实施对象是用模铸法或用所谓的触变模制法形成的镁合金产品。按常规，在用这些方法形成的镁合金表面上残留着模铸时使用的模具涂覆剂因而熔融镁合金中所含有的铝或锌会偏析。因此，在镁合金进行表面处理之前，会在表面上看到缺陷。本发明的表面处理法有效地使得表面干净且使得表面具有高抗蚀性、高漆-膜粘合性和低表面电阻。

镁合金因为比重低、强度足够且适于回收使用，所以被广泛地用于汽车和电器设备。但是，因为镁合金的化学反应性高且抗蚀性低，通常经化学处理而在其表面上形成抗蚀膜涂层之后才使用它。在气车工业的场合下，要求抗蚀能力和漆-膜粘合性，在电子应用(如：笔记本计算机或移动电话)的场合下，还要求在表面处理之后具有不会损及电磁波屏蔽效应的低表面电阻同时也要求抗蚀性及漆-膜粘合性。

如前所述，通常，这些镁产品是用模铸法或用触变模制法形成的。在这些铸造法中，将熔融的镁合金于高压条件下高速地倒入模具中。通常，在铸造之前，将含水型或乳液型模具涂覆剂涂在模具表面上。但是，铸得的镁合金产物表面会被这些模具涂覆剂所锈蚀。这些模具涂覆剂于熔融镁合金的高温(约660℃)下发生化学反应，并部分进入镁合金产物表面中。

铝和/或锌通常被加至镁合金中以提高该合金的铸造性能和机械强度。例如，AZ91D镁合金中含有作为其组份的9％铝和1％锌。这些镁合金中，铝和锌会于固化期间内因冷却不均和固化不均而趋于偏析。因此，于镁合金表面或接近镁合金表面处，会不均匀地含有铝和/或锌。

如前面所作的解释，镁合金的表面处理中，去除由模具涂覆剂形成的脏污层和合金偏析层是重要的。由于表面清洁度不足和不适当的表面偏析将无法完成均匀的化学处理，也非常难以达到高抗蚀性、高漆-膜粘合性和低表面电阻。

至于镁合金的表面处理，可以施用下列三种方法。

方法1：去脂→水洗→化学处理→水洗→纯水洗→干燥。

方法2：去脂→水洗→酸浸蚀→水洗→化学处理→水洗→纯水冼→干燥。

方法3：去脂→水洗→酸浸蚀→水洗→去酸洗泥→水洗→化学处理→水洗→纯水洗→干燥。

前述方法中，脱脂步骤是用含有氢化钠或磷酸钠和表面活性剂的碱性溶液或者是使用含有如：硫酸、硝酸、酒石酸和表面活性剂的酸性溶液完成的。脱脂步骤中，去除了有机油，如：机油、切削油。在一些产物没有机油或切削油的情况下和一些产物被作过喷砂处理的情况下，可以省略此脱脂步骤。

前述方法的酸浸蚀步骤中，被模具涂覆剂所污染的脏污层和偏析层可用无机酸，如：硫酸、硝酸和磷酸或用有机酸，如：柠檬酸、草酸和酒石酸去除。但在此酸浸蚀步骤中，腐蚀进行到足以去除镁合金的脏污层和偏析层时，会产生酸洗残渣并留在镁合金表面上。当此酸洗残渣存在于表面上时，之后的化学处理步骤不易改善其表面性质。因此，按常规方法，酸浸蚀步骤可以进行到未充分去除脏污层和偏析层的程度，因而镁合金产物的表面性质通常不足。

前述方法的化学处理步骤中，可以在镁合金产物表面上形成具有优良抗蚀性和漆-膜粘合性的薄层。通常使用铬酸盐化合物层或磷酸盐化合物层作为此薄层。

JP6-220663A曾揭示相关方法。此处，在酸浸蚀步骤中，使用硫酸、磷酸、酒石酸…等完全去除合金的脏污层和偏析层然后在表面上形成酸冼残渣。在除偏析步骤中，使用以碱调整到pH12-13的乙二胺四乙酸溶液去除酸浸蚀步骤中所形成的酸洗残渣。利用此方法，彻底去除了脏污层和偏析层且不会在表面上留下酸洗残渣。但是，根据本发明之发明者的经验，此方法得到的清洁表面在化学处理步骤之前的水洗步骤中，容易在镁合金表面上形成多孔氢化物膜。此多孔氢化物膜会阻碍在化学处理步骤中形成极佳层。

JP2-2540A曾揭示一种酸浸蚀步骤的工艺，其使用焦磷酸溶液，之后使用氟酸溶剂除酸冼残渣。根据本发明的发明者的意见，按此方法形成的氟化镁膜可以防止在水洗步骤中形成多孔氢化物膜。但是，按形成氟化镁膜的此方法，在化学处理步骤中得到的薄层在漆-膜粘合性和表面电阻方面受损。同样地，含氟化物的溶液因为使工作环境恶化而对人体有害。

本发明的目的在于提供一种镁合金的表面处理方法，该法使得镁合金具有较高的抗蚀性、较高的漆-膜粘合性和较低的表面电阻的表面。

本发明的发明者发现通过实施本发明的第一个步骤和第二个步骤可以完全达到本发明之目的。