[发明专利]一种镁合金表面处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理工艺，具体涉及一种镁合金表面处理工艺。

背景技术

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm³左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

镁合金具有优良的电磁屏蔽性及回收性等。近年来镁合金在电子产品，汽车零部件，轻提式工具等领域的应用越来越广泛，极具发展潜质。但镁合金比较活泼，在生产过程中很容易与空气中的氧气及水气迅速氧化，形成氧化膜，导致电镀层与镁合金基体的附着力差。为改善镁合金的防腐性及提供多样化的外观效果，镁产品必须配合适当的表面处理才能使用。传统的活化工艺，主要是利用化学方法，清除表面氧化物及粗化金属表面，以增强附着性。但由于镁合金的活性极高，令化学反应很难控制，甚至表面出现被过度侵蚀，影响产品的光洁度及耐腐蚀性能。

有研究认为耐蚀性能的提高是由于自然氧化物的致密化、注入离子的辐射和形成镁的氮化物的结果。所得改性层的性能与所注入离子的量和改性层的厚度有关，而基体表面的MgO对改性层的耐蚀性能的提高也有一定的促进作用。气相沉积即蒸发沉积涂层，有物理气相沉积(PVD）和化学气相沉积(CVD）两种。它是利用能使镁合金中的Fe、Mo、Ni等杂质含量大幅度降低，同时利用涂层覆盖基体的各种缺陷，避免形成局部腐蚀电池，从而达到改善防腐性能的目的。

CN 1584127A涉及一种表面处理工艺，特别是关于一种镁合金表面活化工艺，其特征是：它先采用机械粗化，达至均匀的微粗化表面，精整镁合金表面；再用电解除油除去工件表面的油污、再用活化液活化镁合金表面，有效地控制表面的磨损速度，达至均匀的微处理表面，以确保镁合金基体与镀层等结合力良好。所述机械粗化是采用湿式滚动机械研磨镁合金表面。

CN 1939666A公开一种镁合金表面前处理方法，在对该镁合金材料表面进行涂装或者电镀之前，包括以下步骤：步骤一：用干式喷砂机对镁合金材料表面进行喷砂处理，使用自然物的砂粒；步骤二：用清水冲洗或者高压气枪吹的方式将镁合金材料表面清洁干净。

现有的镁合金表面处理工艺，镁合金表面附着力以及耐腐蚀能力均需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁合金表面活化工艺，它能提高镁合金在电镀或涂装时镁合金基体与镀层或油漆层的结合力的同时，不会对工件产生过腐蚀。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种镁合金表面处理工艺，所述工艺包括以下步骤：

1）机械粗化并精整镁合金表面；

2）脱脂；

3）化学蚀刻：使镁合金表面接触至含有磷酸化合物的水溶液；

4）表面活化；

5）水洗干燥。

本发明所述机械粗化是采用喷砂机对镁合金表面进行喷砂处理，达至均匀的微粗化表面。

进一步地，喷砂机所用砂粒选自棕刚玉、白刚玉、铁砂或玻璃珠中的一种或至少两种的混合物，例如白刚玉，棕刚玉/玻璃珠，棕刚玉/白刚玉/铁砂等。本发明通过喷砂处理镁合金工件，工件表面的不平整、毛边与沙孔都用砂粒清除干净，同时能够清除表面的氧化层，由于砂粒的充分接触研磨，喷砂处理的质量可靠。

本发明步骤2）所述脱脂采用电解除油除去工件表面的油污。其他脱脂方法均可用于本发明。

进一步地，电压选择在3~10伏，例如3.1~9.8伏，5~7伏，6伏等，进一步优选5~8伏，最优选6伏。

进一步地，温度控制在25~60℃，例如25.5~58℃，32~50℃，38~45℃，42℃等，进一步优选32~50℃，最优选45℃。

本发明步骤3）所述含有磷酸化合物的水溶液为含有磷酸化合物的正磷酸、磷酸、焦磷酸、三聚磷酸或碱金属盐中的一种或至少两种的混合物；

进一步地，磷酸化合物浓度为20~245g/L，例如21~243g/L，40~200g/L，63~170g/L，80~132g/L，95~120g/L，106g/L等，进一步优选35~130g/L，最优选80g/L。

进一步地，其pH为2.5~10，例如可选择2.6~9.8，4~8，4.7~5.6，5等，进一步优选为5~8，最优选为7。

步骤4）所述的表面活化为将工件在表面活性液内浸泡。