[发明专利]一种镁及镁合金阴极电泳表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属的表面处理技术领域，具体是涉及镁及镁合金阴极电泳表面处理方法。

 背景技术

镁合金作为一种轻质工程结构材料，具有高比强度、高比刚度以及优越的减震性能，在交通、通讯、航空、航天等领域有着广泛的应用领域。但是，镁合金熔点低、耐热性差、表面硬度低、耐磨性、耐蚀性及装饰性差，限制了镁合金的应用。由于镁及镁合金化学活性极大，在大气环境下极易迅速在表面形成一层惰性的氧化层，因此常规的金属表面处理方法效果不佳。

目前，镁合金表面处理方法主要为浸锌铝合金，例如现在国内外普遍采用的美国ASTM推荐的处理标准方法：Dow公司开发的浸锌铝法。该法工艺过程复杂，可重复性较差，不透明，硬度低并且色彩单一，使用含重金属及氰化物的电泳液，毒性大，污染环境，镀层的光亮性及镀液的稳定性亦需进一步改善。

 发明内容

针对目前镁合金表面处理方法所用的电泳液含有重金属及氰化物，污染环境，且工艺过程复杂等问题，本发明提供了一种电泳液不含重金属及氰化物且工艺过程简单的镁合金阴极电泳表面处理方法。

本发明提供的镁及镁合金阴极电泳表面处理方法包括以下工艺步骤：

(1)取样

选取纯镁或铸造镁合金作为试样；

(2)电导

选用市售的电导率为2～13μS/cm的去离子水，，然后加入OP乳化剂，维持OP乳化剂浓度为0.9～9.2mg/L；

(3)脱脂

首先配制脱脂液，脱脂时温度要求保持在55～75℃左右，脱脂时间4～35分钟，并不断搅拌脱脂液，使试样充分脱脂，脱脂完毕后，取出零件先用热水洗，后用室温流水冲洗；脱脂液为混合液，配比为5～36g/L的NaOH、8～35g/L的Na₂CO₃、0.5～50g/L的焦磷酸钠，余量为去离子水；

(4)热水洗

将上述经化学脱脂的试样浸入温度25～65℃的热去离子水中，浸泡处理1～4.5分钟；

(5)冷水洗

将上述热水洗的试样在室温下，以流动的去离子水清洗1.5～5min；

(6)中和

首先配制中和液，将待处理的镁或镁合金构件浸入中和液中，室温浸泡处理1～30秒，取出后用流水冲洗；

中和液为混合液，配比为：乳酸1～58g/L，吐温2～25g/L，氨磺酸5～28g/L，余量为去离子水；

(7)冷水洗

将上述热水洗的试样在室温下，以流动的去离子水清洗1.5～5min；

(8)出新

把上述冷水洗过的试样，浸入出新液中，出新温度为室温，出新时间为1～30s，在合金表面出现均匀气泡为止；

出新液为混合液，配比为：正磷酸1～35g/L，吐温2～25g/L，硫酸铁3～20g/L，余量为去离子水；

(9)冷水洗

将上述出新后的试样在室温下，以流动的去离子水清洗1.5～5min；

(10)助洗

将上述冷水洗的试样迅速浸入助洗液中进行助洗，室温下浸泡5～80s，取出后流水冲洗；助洗液为混合液，配比为：三氧化铬15～85g/L，柠檬酸3～18g/L，氟化氢铵1～30g/L，余量为去

离子水；

(11)冷水洗

将上述助洗后的试样在室温下，以流动的去离子水清洗1.5～5min；

(12)表面调整

在室温下浸泡20～30s；

表面调整液为混合液，配比为：酸性氟化铵2～75g/L，氢氟酸1.5～25g/L，正磷酸2.0～9.5g/L，余量为去离子水；

(13)冷水洗

将上述表面调整后的试样在室温下，以流动的去离子水清洗1.5～5min；

(14)电泳及调色

电泳液PH 1～9；电泳温度18℃～56℃，电流密度1～15A/dm²，时间2～30min，取出后用流水冲洗；

电泳液为混合液，配比为：丙烯酸异戊酯2～50g/L，焦磷酸锌2～75g/L，吐温0.5～20g/L，丙烯酸-2-羟丙酸1～39g/L，环乙酮0.2～8g/L，异丙醇铝1～35g/L，乙酸1～56g/L，乳酸2～79g/L，助色剂0.1～38g/L，余量为去离子水，助色剂选用军绿、茜素红、橄榄绿、茜素黄或铬黑；

(15)电泳层后处理

(a)固膜处理