CN102677035A - 镁合金表面锌钙铈磷化溶液及其转化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金表面锌钙铈系磷化溶液及其转化处理工艺，所述镁合金表面磷化溶液，是由以下成分组成的水溶液，即每升该溶液中含有：磷酸氢二钠10～30克、硝酸锌4.0～6.0克、亚硝酸钠2.0～4.0克、氟化钠0.5～2.0克、硝酸钙0.5～2.0克、硝酸铈0.5～2.0克。使用该磷化溶液对镁合金进行表面转化处理的工艺方法，其工艺流程为：碱洗脱脂→水洗→酸性活化→水洗→表面活化→水洗→磷化→水洗→烘干；其工作温度40～70℃，时间为5～60分钟。本发明之转化处理工艺，可在镁合金表面获得保护性良好的磷酸盐转化膜。该膜致密稳定、附着力强，可显著提高镁合金部件耐腐蚀性能。该转化处理工艺稳定、环保，且操作简单，成本较低。

Description

镁合金表面锌钙铈磷化溶液及其转化处理工艺

技术领域

本发明涉及到一种镁合金表面防腐处理技术，具体地说是一种镁合金表面锌钙铈磷化溶液及其转化处理工艺。

背景技术

镁合金具有比重小、比强度高、良好的导电能力和电磁屏蔽性能、减振/阻尼性能，且容易回收利用等特点。镁合金可应用于汽车、摩托车、航空航天等领域。但是，镁的电极电位较低，化学性质活泼，耐蚀性较差，通常需经过在其表面制备一层保护膜才可使用。最常用的方法是通过化学转化的方法形成一次化学转化膜。

美国道(Dow)化学公司开发的铬酸盐转化技术最具代表性。著名的Dow 7工艺采用重铬酸钠和氟化镁，在镁合金表面生成铬盐及基体金属化合物，膜层起着屏障作用，减缓了腐蚀，但磷化液中含有六价铬离子，污染环境，因此，开发无铬化学转化膜工艺成为研究热点。

一种对镁合金表面进行处理的方法(CN200510115372.X)对镁合金表面进行处理的方法，该方法包括将镁合金依次与脱脂液、酸性溶液、碱性溶液、化学转化处理液接触，其中，所述化学转化处理液为含有磷酸二氢盐、磷酸和偏钒酸盐的水溶液。一种《镁合金磷化溶液及其磷化工艺》(CN200410011015.4)，其中，所述镁合金表面磷化溶液的一种配方为，每升该溶液中含有高锰酸钾0.1～10克，磷酸二氢锌5～30克，氟化氢氨10～30克，硫酸锰0.5～3.0克；其另一种配方为，每升该溶液中含有植酸0.1～1.0克，磷酸二氢氨5～30克，氟化氢氨5～10克，硫酸锌0.5～2.0克，pH3～5。《镁合金表面钙系磷化溶液及其化成转化处理工艺》(CN200610097748.3)，以水为溶剂，其每升该溶液中含有：磷酸二氢钙5-80g、磷酸2-15ml、硝酸盐2-15g、多聚磷酸盐0.1-5g。发明专利《镁合金表面锌钙系磷化溶液及其转化处理工艺》(CN200910191066.2)，以水为溶剂，其每升该溶液中含有：磷酸氢二钠10～30克、硝酸锌4～6克、亚硝酸钠2～4克、氟化钠0.5～2克、硝酸钙0.5～2克，可得到锌钙系磷化液转化处理。在此基础上，我们开发了一种镁合金表面锌钙铈磷化溶液及其转化处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于提出一种镁合金表面锌钙铈磷化溶液及其转化处理工艺，以满足镁合金表面防腐技术的需要。

本发明的镁合金表面锌钙系磷化溶液，其配方为，每升该水溶液中含有：

磷酸氢二钠10～30克

硝酸锌4.0～6.0克

亚硝酸钠2.0～4.0克

氟化钠0.5～2.0克

硝酸钙0.5～2.0克

硝酸铈0.5～2.0克

用本发明的所述的磷化溶液进行镁合金表面磷化转化处理的工艺方法，其工艺流程为：碱洗脱脂→水洗→酸性活化→水洗→表面活化→水洗→转化处理→水洗→烘干；该工艺的具体步骤为：将经过预处理后的镁合金部件浸渍于上述镁合金磷化溶液中进行转化处理，其工作温度40～70℃，时间为5～60分钟。

采用本发明的转化处理工艺，镁合金部件在锌盐、钙盐和磷酸盐组成的锌钙系磷化溶液中处理，在其表面可获得保护性良好，细致均匀的磷酸盐转化膜。这种转化膜稳定、附着力强，能够有效提高镁合金的抗腐蚀性。本发明的转化工艺操作简单易控制，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施案例AZ31表面磷化膜SEM照片。

图2为本发明实施案例AZ31基体及表面磷化膜在3.5％NaCl溶液中析氢量与浸泡时间的关系曲线。

图3为本发明实施案例AZ31基体及表面磷化膜在3.5％NaCl溶液中极化曲线。

具体实施方式

对挤压态AZ31镁合金样品表面进行磷化处理。

按下述配方制得镁合金锌钙系磷化溶液：

磷酸氢二钠10～30克

硝酸锌4.0～6.0克

亚硝酸钠2.0～4.0克

氟化钠0.5～2.0克

硝酸钙0.5～2.0克

硝酸铈0.5～2.0克

将AZ31镁合金试样表面脱脂并去除氧化皮后进行水洗，然后浸渍于用磷酸和氢氧化钠调至pH值为2.5的上述配制好的磷化溶液中，在50℃下静置20分钟，然后水洗、烘干。经过本发明所得的膜层为黑色，按本发明所得到的磷化膜的SEM照片见附图1。图2表示AZ31基体的析氢腐蚀速率为0.35ml/cm²·h，而转化膜的析氢腐蚀速率为0.049ml/cm²·h。图3表示基体和转化膜的腐蚀电流密度分别为1.49×10^-4mA/cm²和9.2×10^-5mA/cm²。即：镁合金表面锌钙铈磷化膜耐蚀性明显优于基体材料一个数量级。

与现有技术相比，本发明的创新是在锌钙系磷酸盐转化膜的基础上，添加了铈离子组成一种新型的锌钙铈磷化液，显著提高了涂层的致密性和镁合金基体的耐蚀性。同时，溶液配方中不含六价的铬离子，对环境友好，可以满足各方面对无铬产品的要求。

Claims (6)

1.一种镁合金表面锌钙铈磷化溶液，其特征在于，每升该水溶液中含有：

磷酸氢二钠10～30克；

硝酸锌4.0～6.0克；

亚硝酸钠2.0～4.0克；

氟化钠0.5～2.0克；

硝酸钙0.5～2.0克；

硝酸铈0.5～2.0克。

2.根据权利要求1所述的镁合金表面锌钙系磷化溶液，其特征在于：该磷化液的成分不含任何有机物，均为无机物。

3.根据权利要求1所述的镁合金表面磷化溶液，其特征在于，该磷化溶液用磷酸调pH值。

4.根据权利要求1所述的镁合金表面磷化溶液，其特征在于，该磷化溶液的pH值为2～3。

5.根据权利要求1所述的镁合金表面磷化溶液，其特征在于，该溶液的优选配方为，每升该水溶液中含有：磷酸氢二钠10～30克、硝酸锌4.0～6.0克、亚硝酸钠2.0～4.0克、氟化钠0.5～2.0克、硝酸钙0.5～2.0克，硝酸铈0.5～2.0克，其中pH值为2.0～3.0。

6.一种镁合金表面转化处理工艺，其工艺流程为：碱洗脱脂→水洗→酸性活化→水洗→表面活化→水洗→转化处理→水洗→烘干；该工艺的具体步骤为：将经过预处理后的镁合金部件浸渍于上述镁合金磷化溶液中进行转化处理，其工作温度40～70℃，时间为10～70分钟。

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