[发明专利]一种磷酸盐转化溶液及其处理镁合金表面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金表面防腐的化学转化处理技术，具体涉及一种磷酸盐转化溶液及其处理镁合金表面的方法。

背景技术

镁是最轻的金属结构材料之一，密度只有1.74g/cm³，镁及镁合金的比强度和比刚度都较高，并且还具有切削加工性和电磁屏蔽性好、回收率高等优点，广泛应用于航空航天、军工、汽车、冶金、纺织业、印刷业以及3C产品(Computer，Communication，Consumptionelectronic products)等许多领域。汽车行业中，镁合金用量年增长率达15％；电子产品行业中，年增长率达25％。镁合金正在成为继钢铁、铝合金之后的第三大金属工程材料，被誉为“绿色工程材料”和21世纪的“时代金属”。

但是，镁的化学性质十分活泼，极易与氧气、氮气、水、CO₂、SO₂等发生反应而生成致密度系数较低的一层非金属膜，这层膜不能阻止氧等气体的进一步反应，对金属基体起不到有效的保护作用。另外，镁的标准电极电位为-2.34eV，是常用金属结构材料中最低的，当与其它金属接触时，易发生电偶腐蚀而加速溶解腐蚀。这些都成为限制镁合金应用的关键问题。为了进一步提高镁合金的使用性能，扩大镁合金的应用范围，除了开发高纯镁或新型镁合金之外，进行适当的表面处理(如化学转化处理、阳极氧化、微弧氧化、离子注入、有机涂装、气相沉积等)以提高其耐蚀性也是行之有效的方法，对推进镁合金材料的应用具有十分重要的现实意义和经济效益。

化学转化法是指合金与某种特定溶液相接触，发生化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难溶性的化合物膜层，从而保护基体金属材料不受水和其它腐蚀性介质的影响。目前关于镁合金基体表面化学转化膜的研究很多，最成熟的是铬酸盐转化涂层，该方法最主要的缺点是溶液中含有对人畜和环境都会带来很大危害的Cr⁶⁺离子。因此开发低毒的无铬转化处理液成为当务之急。磷酸盐、氟锆盐等有望成为镁合金代铬转化涂层。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点，提供一种磷酸盐转化溶液及其处理镁合金表面的方法。所使用化学转化液中不含有害六价铬的镁合金表面处理方法。该溶液主要由磷酸盐配方组成，成本较低，成分少，耗能小，处理条件比较简单，无毒卫生，用该溶液处理形成的化学转化膜附着力强、耐蚀性好。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种用于镁合金表面处理的磷酸盐转化溶液，其组成为磷酸8～10ml/L，磷酸二氢钠50～70g/L，氟化钠2～3g/L，硝酸钠3～5g/L以及水。

本发明的磷酸盐转化溶液，其组成还可以为磷酸8～10ml/L，磷酸二氢钠50～70g/L，氟化钠2～3g/L，硝酸钠3～5g/L、添加剂2～3ml/L以及水。

所述添加剂为异噻唑啉酮类衍生物。

所述的磷酸盐转化溶液在镁合金表面处理中的应用，包括以下的步骤：

(1)将镁合金表面打磨，抛光，超声波清洗后，依次在60℃水浴中的四氯化碳和碱洗溶液中浸泡3～5min，清洗，烘干；

(2)浸于所述的磷酸盐转化溶液中搅拌5分钟，清洗，烘干；

(3)置于封孔溶液中10～20分钟后，烘干。

所述打磨、抛光和清洗均使用蒸馏水或三次去离子水。

所述碱洗溶液中的组成为氢氧化钾10.5g/L，磷酸钠5.3g/L和乙二胺四乙酸2.6g/L。

所述的磷酸盐转化溶液的组成为磷酸8～10ml/L，磷酸二氢钠50～70g/L，氟化钠2～3g/L，硝酸钠3～5g/L以及水。

所述的磷酸盐转化溶液的组成还可以为磷酸8～10ml/L，磷酸二氢钠50～70g/L，氟化钠2～3g/L，硝酸钠3～5g/L、添加剂2～3ml/L以及水。

所述添加剂为异噻唑啉酮类衍生物。

所述封孔溶液的组成为25g/L的氢氧化钠和20g/L的硅酸钠。

研磨，抛光，用以除去镁合金工件表面的杂质、油脂、氧化膜等异物，减小表面粗糙度；

封孔：将转化膜内层的微孔进一步封闭，完善转化膜，提高其性能，起到更好的保护作用；

烘干是在热风下或干燥箱内烘干，用以除去水分和促进晶胞成型。

所述预处理方法在研磨和抛光过程中使用的是蒸馏水或去离子水，处理完后立即放入盛有无水乙醇的玻璃皿中，这样可有效防止镁合金表面发生氧化和点蚀；

所述的烘干可用电吹风吹干或放入干燥箱内烘烤20～30分钟，温度80～85℃。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。