[发明专利]一种稀土镁合金制品表面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土镁合金制品制造技术和材料表面处理技术领域，特别涉及一种稀土镁合金制品表面处理方法。

背景技术

镁合金制品由于具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性好、减震性能好、电磁屏蔽性能优异、易于切削加工等优点，已广泛应用于航空航天、汽车、电子、机械、军事及核工业等领域。但是因为镁的化学活性较高，标准平衡电位很负(-2.36V)，由此带来的制品的耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性问题成为制约镁及其合金广泛应用的主要瓶颈问题之一，因此提高稀土镁合金的耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性具有重要的应用价值。

自上个世纪80年代后期至今，随着镁合金在航空、航天领域的应用，稀土元素应用于稀土镁合金的研究重新受到重视，稀土镁合金可以克服传统镁合金材料存在的缺点，满足现代工业实现轻量化、节能、环保、安全、舒适、可持续发展等对材料所提出的要求。稀土作为主要的合金元素或微合金化元素在稀土镁合金研究领域发挥着越来越重要的作用。

但是，在金属镁或者稀土镁合金表面形成的膜疏松多孔，对基体保护能力差，仍然难以满足耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性等环境下的使用条件。因此，迄今为止，稀土镁合金的应用仍然非常有限，稀土镁合金的腐蚀与防护问题越来越受到人们的重视。为了实现稀土镁合金的大规模工业应用，必须研发稀土镁合金制品表面处理技术，对稀土镁合金构件进行有效保护，满足耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性等使用要求。

在稀土镁合金上施加保护性涂层是提高耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性等的有效方法。采用表面处理或有效的涂层工艺技术，在其上施加某种涂层，提高稀土镁合金的表面性能，如耐磨性能、装饰性能，尤其是提高耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性是稀土镁合金应用的重要研究领域，也是最容易推广稀土镁合金应用的关键技术之一。现有稀土镁合金制品表面的处理技术主要有以下三方面：

(1)磷酸盐转化涂层：所制备的磷酸盐涂层的独立保护性和作为油漆基底的性能稍低于铬酸盐转化涂层。

(2)金属涂层：主要采用复合镀层技术。由于镀层金属的电极电位远远大于镁，如果镀层有穿孔，反而会加速基体的腐蚀。而且这样的工艺复杂、成本较高，而且仅适合于形状简单零件的处理。

(3)阳极氧化涂层：主要有火花阳极氧化涂层和无火花阳极氧化涂层，所制备的涂层均匀光滑。

稀土镁合金制品表面的阳极氧化处理方法是重要的表面处理方法。但是现有的稀土镁合金制品表面的阳极氧化处理方法存在以下主要问题：

(1)表面的阳极氧化处理得到的氧化膜性能有等待进一步提高：现有技术对稀土镁合金处理得到的处理膜的品质较差，对稀土镁合金耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性提高不明显。采用现有的电化学氧化技术对稀土镁合金进行阳极氧化，虽然其成膜速度较快(约30um/h)，阳极氧化过程中火花放电比较均匀，不聚点，火花细小，得到的阳极氧化膜孔径细小、孔隙分布均匀，氧化膜更连续致密，耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性能优异，耐中性盐雾实验时间可超过200小时。但是，在实际应用中仍然难以满足苛刻条件下使用的要求。

(2)现有的稀土镁合金电化学氧化-化学沉积耦合技术也普遍存在表面处理液性能不稳定：影响稀土镁合金阳极氧化膜性能的因素很多，比如：表面处理液组分及浓度、电源种类及参数、pH值、温度、成膜时间、搅拌方式及强度等。其中表面处理液组分及浓度是影响稀土镁合金阳极氧化膜成分及性能的最主要因素。传统使用的稀土镁合金电化学氧化-化学沉积耦合技术中均含有铬、氟、氰等，严重危害人体健康和生态环境，使表面处理液的生产和应用受到制约。

(3)稀土镁合金阳极氧化的应用受到制约生产过程不易控制：现有的环保型稀土镁合金电化学氧化-化学沉积耦合技术也普遍存在表面处理液不稳定、生产过程不易控制、对稀土镁合金耐腐蚀性、阻燃性和抗氧化性提高不显著等问题，使稀土镁合金阳极氧化的应用受到制约。

因此，研发新颖的稀土镁合金制品表面的阳极氧化处理方法具有在稀土镁合金制品表面保护膜的化学处理方法和技术特别重要且具有广泛的应用推广价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种稀土镁合金制品表面处理方法，能在稀土镁合金制品表面形成致密的保护膜，且工艺简单可靠。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土镁合金制品表面处理方法，依次包括如下步骤：