CN101538717B - 用于镁合金表面处理的多元络合碱刻蚀液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于镁合金表面处理的多元络合碱刻蚀液的制备方法，属金属表面处理工艺技术领域。本发明的多元络合碱刻蚀液的配方如下：在溶剂纯水1升中加有一定量的以下物质，其各物质的质量如下：主络合剂乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠30～50g，主络合剂柠檬酸钠70～100g，辅助络合剂焦磷酸钠10～20g，辅助络合剂氨三乙酸20～30g，缓冲剂碳酸钠50～60g，缓蚀剂六亚甲基四胺0.1～1.0g；上述配制好的溶液用20％NaOH溶液进行pH值的调节，pH值控制在9～11。本发明的镁合金碱性刻蚀液不含铬化合物、不含强酸和氟化物，对人体和环境无害，有利环保。经该刻蚀液处理后的镁合金表面有银白色金属光泽，表面平整度较高，且没有腐蚀产物或其他杂质附着表面，表面质量良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于镁合金表面处理的多元络合碱刻蚀液的制备方法，属金属表面处理工艺技术领域。
背景技术
镁合金具有密度小，比强度、比刚度高，弹性模量低，防电磁屏蔽性，高散热性，阻尼性能好，成型性好，以及在受到冲击或摩擦时表面不产生火花等特性，因此，被广泛用于交通工具、电子产业、武器装备、航空航天等领域。然而由于镁合金的高活性，镁合金制造的部件在通常使用条件下极易腐蚀而失效，因此，在镁合金使用前采用化学镀或电镀方法在其表面形成金属防护层是一种行之有效的提高镁合金表面耐蚀性能的方法之一。
镁合金化学镀和电镀成功与否关键在于对镁合金的前处理工艺，而除去其表面氧化膜的刻蚀工艺又是前处理工艺中的重点。目前对镁合金刻蚀液主要有两类，即酸性刻蚀液与碱性刻蚀液。酸性刻蚀是利用氢离子与氧化层中的氧化物反应生成金属盐类溶解在刻蚀液中从而使新鲜的金属暴露出来。碱刻蚀液对镁合金表面氧化层的作用主要是通过络合剂与氧化层部分溶解在水相的金属离子络合从而打破溶解平衡，促使氧化层的溶解。
碱性刻蚀的与酸性刻蚀相比具有很多优点：酸性刻蚀液中大多含有对环境和人体及其有害的铬酸、氢氟酸等物质；酸性刻蚀更容易造成镁合金的电偶腐蚀，导致镁合金过腐蚀；酸性刻蚀通常在室温下进行，刻蚀效果随温度变化较大；碱刻蚀残留在表面的腐蚀产物通常比较少；条件控制得当，碱刻蚀第二相和基体相腐蚀速度较为一致。
但是，传统的碱刻蚀液所用的络合剂为焦磷酸钠，由于络合剂单一，与镁合金中一些金属元素的络合能力有限，刻蚀过程中容易形成难溶化合物附着在镁合金表面，影响镀层的结合力。因此，有必要开发一种新的碱性刻蚀液，即具有传统碱性刻蚀液的优点，又能克服传统碱性刻蚀液的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于镁合金表面处理的碱性刻蚀液，它能有效去除镁合金表面的氧化膜和锈蚀物，且对环境影响较小，无公害问题发生。
本发明一种用于镁合金表面处理的多元络合碱刻蚀液的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：
a.设定多元络合碱刻蚀液的配方：
采用的溶剂为纯水，用量为1升；每1升纯水中加入一定量的以下各物质，各物质组分及其质量为：
主络合剂乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠 30～50g，
主络合剂柠檬酸钠 70～100g，
辅助络合剂焦磷酸钠 10～20g，
辅助络合剂氨三乙酸 20～30g，
缓冲剂碳酸钠 50～60g，
缓蚀剂六亚甲基四胺 0.1～1.0g；
上述来的溶液用20％NaOH溶液进行pH值的调节，pH值控制在9～11；
b.将需表面处理的镁合金工件经打磨或喷砂，去除外层较厚的氧化和钝化膜，再经除油处理后，将镁合金工件放入上述配制好的络合碱刻蚀液中浸泡150～360秒钟，处理时刻蚀液的温度为50～70℃；处理完毕后经超声波纯水清洗一次，再经纯水清洗1～2次，最终获得亮白色的镁合金表面。
本发明方法制得的多元络合碱刻蚀液与现有传统使用的刻蚀液相比，具有如下的优点：
相较于现有技术，本发明的镁合金碱性刻蚀液可以替代酸性刻蚀液直接去除镁合金表面的氧化膜，且不含铬化物，不含腐蚀性强、易挥发的酸，同时不含有对环境和人体影响较大的氟化物；经处理后镁合金表面基本没有难溶性腐蚀产物的附着，而且可以在较短的时间内去除样品表面的氧化物；另外，该碱性刻蚀液使用于中温环境，能耗较小。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1：将经过打磨(或喷砂)除油后的镁合金其放入50℃的包含碱性刻蚀液中浸泡360秒即完成处理，以上各部分间用出纯水清洗，取出来后经一次超声波纯水清洗以及一次纯水清洗后，该合金表面为亮白色。
此例中，溶剂纯水1升中加入的物质及其质量如下：
乙二胺四乙酸二钠 50g，
柠檬酸钠 100g，
焦磷酸钠 20g，
氨三乙酸 20g，
碳酸钠缓冲剂 50g，
缓蚀剂六亚甲基四胺 0.1g，
溶液pH 9～11。
实施例二：将经过打磨(或喷砂)除油后的镁合金其放入60℃的包含碱性刻蚀液中浸泡240秒即完成处理，以上各部分间用出纯水清洗，取出来后经一次超声波纯水清洗以及一次纯水清洗后，该合金表面为亮白色。
此例中，溶剂纯水1升中加入的物质及其质量如下：
乙二胺四乙酸二钠 40g，
柠檬酸钠 80g，
焦磷酸钠 10g，
氨三乙酸 30g，
碳酸钠缓冲剂 60g，
缓蚀剂六亚甲基四胺 0.5g，
溶液pH 9～11。
实施例三：将经过打磨(或喷砂)除油后的镁合金其放入70℃的包含碱性刻蚀液中浸泡180秒即完成处理，以上各部分间用出纯水清洗，取出来后经一次超声波纯水清洗以及一次纯水清洗后，该合金表面为银白色。
此例中，溶剂纯水1升中加入的物质及其质量如下：
乙二胺四乙酸四钠 50g，
柠檬酸钠 70g，
焦磷酸钠 20g，
氨三乙酸 30g，
碳酸钠缓冲剂 60g，
缓蚀剂六亚甲基四胺 1g，
溶液pH 9～11。
以上镁合金碱性刻蚀液的工作温度以及时间并不限于上述范围内，因为它取决于镁合金的表面状况。
上述各实施例所得的镁合金表面，经电子显微镜(SEM)观察，发现其表面非常平整，有金属光泽，且无腐蚀产物或其他杂质残留存在，表面质量良好。
Claims (1)
1.一种用于镁合金表面处理的多元络合碱刻蚀液的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：设定多元络合碱刻蚀液的配方：采用的溶剂为纯水，用量为1升；每1升纯水中加入一定量的以下各物质，各物质组分及其质量为：
主络合剂乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠 30～50g，
主络合剂柠檬酸钠 70～100g，
辅助络合剂焦磷酸钠 10～20g，
辅助络合剂氨三乙酸 20～30g，
缓冲剂碳酸钠 50～60g，
缓蚀剂六亚甲基四胺 0.1～1.0g；
上述来的溶液用20％NaOH溶液进行pH值的调节，pH值控制在9～11。
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