[发明专利]镁合金表面上锆基薄膜的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面修复技术领域，具体而言，涉及一种镁合金表面上锆基薄膜的修复方法。

背景技术

镁合金具有轻质耐用，比强度、比刚度高，价格低廉等优异的性能，可广泛应用于军工、汽车、飞机、手机等领域，但这一优势因其化学性质活泼以及耐蚀性差而受到了制约，因而对镁合金进行适当的表面处理对于实际应用具有重要的意义。

化学转化处理是提高镁合金抗腐蚀能力最简单的方法，如采用锆基转化膜附着在镁合金表面，这样不仅能够有效地隔绝腐蚀介质和基体的接触，还具有一定的自修复功能，使镁合金零件的长期服役成为可能，因而锆基转化膜作为一种具有自修复能力的转化膜已广泛的应用在镁合金表面防护领域。但是该锆基转化膜也存在着一些缺陷，如一方面由于锆基转化膜硬度较低，导致其极容易在机械外力的作用下出现破损；另一方面锆基转化膜典型的裂片状结构也促使其在腐蚀介质中产生明显的不均匀腐蚀，促使局部区域出现严重的腐蚀现象。换句话说，锆基转化膜疏松多孔的结构导致其在使用过程出现点蚀等局部腐蚀区域，同时也很容易被划伤、擦伤或磨损。因此，出于绿色经济的考虑，对破损的转化膜进行修复以延长零件的服役时间是十分必要的。

目前的修复方法一般是将零件整体重新浸没在成膜溶液中进行修复，该方式的修复效率较低，并且成膜溶液会对未破损区域产生腐蚀，从而降低零件的整体使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁合金表面上锆基薄膜的修复方法，能够在镁合金表面上锆基薄膜的局部破损处实现快速有效的修补，从而延长了零件的使用。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种镁合金表面上锆基薄膜的修复方法，采用电沉积和化学沉积使得含锆离子的成膜溶液在所述锆基薄膜的失效部位进行沉积，以形成致密的锆基转化膜。

进一步地，电沉积时的电压为5～15V，优选为10V。

进一步地，将具有储液能力的包覆层包覆在导电载体上；以及采用吸收有成膜液的导电载体均匀擦涂锆基薄膜的失效部位，以在失效部位进行电沉积和化学沉积，从而形成致密的锆基转化膜。

进一步地，采用具有包覆层的导电载体以0.5m/分钟的速率反复擦涂失效部位，擦涂8分钟，且每隔30s将导电载体放入成膜液中进行浸润，以便为修复锆基薄膜提供充足的成膜液。

进一步地，成膜液为由2g/L的氟锆酸钾、3g/L的单宁酸、0.1g/L的溴化钾及5m/L的过氧化氢组成的水溶液。

进一步地，在对锆基薄膜的失效部位进行沉积之前，还包括对镁合金表面上锆基转化膜的失效部位分别进行表面清理、酸洗和活化处理的步骤；可选地，采用具有包覆层的不导电载体分别吸收清洗液、酸洗液和活化液后依次对失效部位进行涂擦。

进一步地，采用含清洗液的不导电载体以0.5m/分钟的速率反复擦涂失效部位5分钟，且每隔30秒将不导电载体放入所述清洗液中进行浸润；采用含酸洗液的不导电载体以0.5m/分钟的速率反复擦涂失效部位10秒；采用含活化液的不导电载体以0.5m/分钟的速率反复擦涂失效部位2分钟，每隔30秒将不导电载体放入活化液中进行浸润。

进一步地，清洗液为由12g/L的Na₂CO₃、20g/L的Na₃PO₃和1g/L的OP乳化剂组成的水溶液；可选地，清洗液的温度为65℃；酸洗液为由0.5g/L的硫脲和30ml/L的硝酸形成的水溶液；可选地，酸洗液的温度为室温；活化液为由65g/L的焦磷酸钾、15g/L的Na₂CO₃和5g/L的NaF形成的水溶液；可选地，活化液的温度为75℃。

进一步地，包覆层为脱脂棉；导电载体/不导电载体为电极。

本发明的有益效果：发明人发现，传统的转化膜在为基体提供有效腐蚀防护的同时也暴露出沉积效率低以及结合力差的问题。分析原因是由于采用单纯的化学浸泡法制备的转化膜其成膜主要依靠的是化学沉积，膜层在化学吸附力的作用下附着在基体表面。而本发明采用充分吸收了成膜溶液的导电载体均匀地涂擦薄膜的失效或破损部位，同时利用电沉积及化学沉积复合的方法，一方面成膜过程中施加的电场加速了金属离子及其团聚体的沉积，提高了成膜效率；另一方面利用电流对基体的刻蚀作用提高了膜层和基体的结合力。因此，本发明采用电沉积及化学沉积复合的方法，能够促使成膜溶液在失效或破损部位迅速地重新形成具有防护作用的致密锆基转化膜。