[发明专利]镁合金磷化方法及其酸洗溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金磷化方法及其酸洗溶液。

背景技术

镁合金轻材料因为比重低、强度高且适合回收使用而广泛应用于汽车及电器设备。但是，由于镁合金化学性质较为活泼，耐腐蚀性能较差，因此镁合金工件在使用前一般需要在其表面形成抗腐蚀膜，该抗腐蚀膜需具有良好的耐盐雾性能、较高的附着力及较小的表面阻抗。

现有技术中，一般是通过磷化方法于镁合金工件表面形成一层致密的磷化膜，以提高其抗腐蚀性。一种现有的镁合金磷化方法，包括酸洗的工艺步骤，酸洗的主要作用是除去镁合金工件表面的氧化物及压铸成型时喷涂的离型剂，增加镁合金工件表面粗糙度。然而，现有的酸洗工艺中，在镁合金工件表面容易产生黑灰物质(主要成分为铝与锌)，而黑灰物质在后续碱洗工艺时不易全部去除，因此会导致后续生成的磷化膜出现颜色不均匀、局部颜色发黑甚至镁合金工件表面有浮灰等缺陷。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种可避免或减少在镁合金工件表面形成黑灰的镁合金磷化方法及其酸洗溶液。

一种用于镁合金磷化工艺的酸洗溶液，其包括柠檬酸与无硅水溶性表面活性剂，其中，柠檬酸的浓度为5至30克/升，无硅水溶性表面活性剂的浓度为1.5至6克/升。

一种镁合金磷化方法，依次包括酸洗、碱洗及化成形成磷化膜的工艺步骤，其中在酸洗步骤采用一酸洗溶液，该酸洗溶液包括柠檬酸与无硅水溶性表面活性剂，柠檬酸在该酸洗溶液的浓度为5至30克/升，无硅水溶性表面活性剂在该酸洗溶液的浓度为1.5至6克/升。

上述镁合金磷化方法中，通过控制酸洗溶液的组成，使得镁合金工件表面的氧化物及离型剂得以完全去除的同时，还可避免或减少在该镁合金工件表面形成黑灰。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的镁合金磷化方法的流程图。

图2镁合金磷化工艺流程及参数图。

图3磷化过程中脱脂、酸洗、碱洗及化成步骤的溶液配方。

图4样品测试结果图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明镁合金磷化方法做进一步详细说明。

请参见图1，所示为本发明较佳实施方式的镁合金磷化方法的流程图，其包括以下步骤：

步骤10，提供一镁合金工件；

步骤20，脱脂，用除油溶液去除该镁合金工件表面的油污；

步骤30，酸洗，用酸洗溶液去除该镁合金工件表面的氧化物与离型剂；

步骤40，碱洗，用碱洗溶液去除该镁合金工件表面的黑灰；

步骤50，化成，用化成溶液在该镁合金表面形成磷化膜。

在步骤20中，脱脂时间可控制在4至8分钟，脱脂温度可控制在55至65℃。该除油溶液可为氢氧化钠(NaOH)或磷酸钠(Na₃PO₄)的水溶液。脱脂过程主要是用于去除该镁合金工件表面的机油、切削油等有机油。可以理解，在该镁合金工件先经过喷砂等方式处理后，镁合金工件表面没有油污，则该步骤20可省略。

在步骤30中，酸洗时间可控制在3至5分钟，酸洗温度可控制在35至45℃。本实施例中，该酸洗溶液包括浓度为5至30克/升的柠檬酸(工业级)(HOOCCH₂C(OH)(COOH)CH₂COOH)与浓度可为1.5至6克/升的无硅水溶性表面活性剂(工业级)。

柠檬酸可与镁合金工件表面的氧化物及压铸成型时喷涂的离型剂反应，以去除该氧化物及离型剂。其可除去的氧化物包括氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)以及氧化锌(ZnO)等；其可除去的离型剂包括高硅脂有机物((CH₂)_m-CH(Si)_n-COOR)，其中R为甲基等官能团。柠檬酸在该酸洗溶液中可同时避免或减少在该镁合金工件表面形成黑灰物质(主要成分是铝、锌)。柠檬酸在该酸洗溶液的浓度优选为8至15克/升。在酸洗步骤中，柠檬酸主要发生以下化学反应：

MgO+2H⁺＝Mg²⁺+H₂O；

Al₂O₃+6H⁺＝2Al³⁺+3H₂O；

ZnO+2H⁺＝Zn²⁺+H₂O；

Mg+2H⁺＝Mg²⁺+H₂；