[发明专利]一种镁合金磷化溶液和镁合金表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金磷化溶液和镁合金表面处理方法。

背景技术

镁合金材料属于轻金属，是最轻的金属结构材料，具有较高的比强度和比刚度，对撞击和振动能量吸收性强，因此，在航空、航天、汽车、仪表、电子等工业上得到越来越广泛的应用。镁合金正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”。

但是，由于镁合金化学活泼性高、电极电位低，因此耐蚀性很差，需要对其进行表面处理。目前，镁合金的表面处理溶液可大致分成含有六价铬的溶液(铬酸盐)和不含六价铬的溶液(非铬酸盐)。使用含有六价铬的处理液处理后的镁合金表面耐蚀性及涂膜附着性优越，但是所含有的六价铬对人体和环境非常有害。而使用不含六价铬的处理液的工艺制得的产品的耐蚀性、表面电阻以及结合力都达不到要求。CN 101191207A中公开了一种镁合金表面钙系磷化溶液及应用该溶液对镁合金表面进行处理的方法，该溶液中含有磷酸二氢钙、磷酸、硝酸盐和多聚磷酸盐。该方法虽然在一定程度上解决了镁合金的耐蚀性问题，但是用该溶液处理后的镁合金的电阻只能低到约1欧姆，并且其表面磷化膜与镁合金基体的结合力不好。

发明内容

本发明的目的在于克服使用现有技术的镁合金表面磷化处理方法处理后的镁合金表面电阻较高并且表面磷化膜结合力不好的缺点，提供一种能够使镁合金表面电阻较低并且表面磷化膜结合力好的镁合金磷化溶液以及使用该溶液对镁合金表面进行处理的方法。

本发明提供了一种镁合金磷化溶液，其中，该溶液为含有磷酸、磷酸二氢钙、硅酸钠、钼酸钠和偏钒酸铵的水溶液。

本发明还提供了一种镁合金表面处理方法，该方法包括使用镁合金磷化溶液对镁合金表面进行磷化，其中，所述镁合金磷化溶液为本发明提供的镁合金磷化溶液。

本发明使用钙系磷化溶液对镁合金表面进行磷化，整个磷化过程中都不需要使用含有六价铬、氟离子等对环境和人体有危害的物质，是一种环保的方法。使用该方法处理过的镁合金表面具有高耐蚀性、良好的结合力以及低表面电阻，其中，中性盐雾测试60小时的腐蚀区域可以达到5％以下，结合力可以达到5B级，表面电阻可低至0.0002欧姆。

具体实施方式

本发明提供的镁合金磷化溶液为含有磷酸、磷酸二氢钙、硅酸钠、钼酸钠和偏钒酸铵的水溶液。

其中，所述磷酸的浓度可以为0.01-0.5摩/升，优选为0.05-0.3摩/升；磷酸二氢钙的浓度可以为5-50克/升，优选为10-40克/升；硅酸钠的浓度可以为0.5-10克/升，优选为1-5克/升；钼酸钠的浓度为可以为0.5-10克/升，优选为1-5克/升；偏钒酸铵的浓度可以为0.1-2克/升，优选为0.2-1克/升。

为了更好地提高镁合金表面磷化膜的结合力和耐蚀性，该溶液还可以含有添加剂，其中，所述添加剂可以为常规地用于化学镀或电镀过程的具有羟基和/或羧基的有机物，例如，可以为柠檬酸、酒石酸、聚乙二醇、乙醇胺、三乙醇胺、氨基丙酸、乙二胺四乙酸和羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。优选情况下，所述添加剂还可以包括苯酚、葡萄糖和六次甲基四胺中的一种或几种。更优选情况下，所述添加剂为柠檬酸和六次甲基四胺。

所述添加剂的浓度可以为0.5-15克/升。优选情况下，根据所用的添加剂和添加剂的种类数，每种添加剂还可以具有各自优选的浓度范围。例如，当所用的添加剂为柠檬酸和六次甲基四胺时，柠檬酸的浓度优选为3-9克/升，六次甲基四胺的浓度优选为0.5-3克/升。

根据本发明提供的镁合金磷化溶液，其中，为了更好地提高镁合金表面磷化膜的结合力和耐蚀性，可以通过加入浓磷酸或浓的碱性溶液来调节该溶液的pH值，其pH值优选为2-3.5，更优选为2.6-3。

本发明还提供的镁合金表面处理方法包括使用本发明提供的镁合金磷化溶液对镁合金表面进行磷化。

其中，所述对镁合金表面进行磷化的方法可以为将镁合金与所述镁合金磷化溶液接触。所述接触的方法可以包括浸泡和/或喷淋，所述接触的条件可以包括：接触的温度可以为35-55℃，优选为40-50℃，接触的时间可以为10-120秒，优选为15-90秒。所述浸泡和喷淋的用量只要能够使整个镁合金的表面均与磷化溶液接触即可。