CN107287583A - 一种镁合金的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镁合金的表面处理方法，包括：将镁合金基材依次进行脱脂、表调、化成和烘干；所述脱脂过程中采用的脱脂粉溶液的碱度为30～50mol/L；所述表调过程中采用的表调剂溶液的酸度为5～10mol/L；所述化成过程中采用的化成试剂的pH值为1.8～2.8。与现有技术相比，本发明通过合理控制脱脂、表调和化成过程中的工艺参数使镁合金工件表面形成一层保护膜，本发明提供的表面处理方法能够使镁合金具有良好的抗氧化腐蚀性，耐候性好。另外，本发明提供的表面处理方法工艺简单、成本低，容易推广和实现。

Description

一种镁合金的表面处理方法

技术领域

本发明涉及镁合金技术领域，尤其涉及一种镁合金的表面处理方法。

背景技术

目前镁合金材质零部件越来越多，例如笔记本外壳、平板外壳、手机框等，在工业生产中经常出现镁合金氧化腐蚀不良、耐候性差等问题，这些问题一直困扰阻碍着镁合金零部件工业领域的发展。研究表明，通过对镁合金基体在数控机床(CNC)加工前进行化成表面成膜处理，过炉烘干，可以增加镁合金零部件的耐候性能，可以达到预防腐蚀和氧化的效果，增加产品涂装附着力。但是，镁合金经现有技术的表面处理后其耐腐蚀性依然较差，研发镁合金表面处理工艺提高镁合金的耐腐蚀性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁合金的表面处理方法，本发明提供的方法能够使镁合金具有较好的耐腐蚀性。

本发明提供了一种镁合金的表面处理方法，包括：将镁合金基材依次进行脱脂、表调、化成和烘干；

所述脱脂过程中采用的脱脂粉溶液的碱度为30～50mol/L；

所述表调过程中采用的表调剂溶液的酸度为5～10mol/L；

所述化成过程中采用的化成试剂的pH值为1.8～2.8。

优选的，所述脱脂粉为宏伟清洗材料科技有限公司提供的HW-216型号的产品。

优选的，所述脱脂粉溶液中脱脂粉的质量浓度为3～5％。

优选的，所述脱脂的温度为50～70℃。

优选的，所述脱脂的时间为5～8min。

优选的，所述表调剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM-220型号的产品。

优选的，所述表调剂溶液中表调剂的质量浓度为8～12％。

优选的，所述表调的温度为40～50℃；

所述表调的时间为1～3min。

优选的，所述化成试剂包括由第一试剂和第二试剂形成的溶液；

所述第一试剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6510型号的产品；

所述第二试剂为深圳佳士美科技公司提供的JM6520型号的产品。

优选的，所述第一试剂和第二试剂的质量比为(8～12)：0.1。

本发明在化成过程中能够使镁合金表面发生氧化作用，生成一种无色或灰色到深灰色的保护膜，能够提高镁合金的防护性能。与现有技术相比，本发明通过合理控制脱脂、表调和化成过程中的工艺参数，使镁工件表面形成一层保护膜，本发明提供的方法能够使镁合金具有良好的抗氧化腐蚀性，耐候性好。另外，本发明提供的方法工艺简单、成本低，容易推广和实现。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种镁合金的表面处理方法，包括：将镁合金基材依次进行预处理、化成和烘干。

本发明对所述镁合金基材的成分没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁合金即可，优选为铸造镁合金。本发明对所述镁合金基材的来源没有特殊的限制，本领域技术人员可自行制备也可由市场购买获得，如采用AZ91D牌号的镁合金。

在本发明中，所述预处理优选包括依次进行脱脂和表调，所述预处理能够去除镁合金基材表面的脏污以及其他化学残留。

在本发明中，所述脱脂可采用脱脂粉溶液，所述脱脂粉优选为宏伟清洗材料科技有限公司的HW-216型号的产品。

在本发明中，所述脱脂粉溶液的质量浓度优选为3～5％，更优选为4％；碱度优选为30～50mol/L，更优选为35～45mol/L，最优选为40mol/L。在本发明中，所述脱脂的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；所述脱脂的时间优选为5～8min，更优选为6～7min。

在本发明中，所述脱脂粉溶液的制备方法优选为：

在配槽前将槽子彻底清洗干净，加入所需的清水的3/4量，然后在搅拌下，慢慢加入脱脂粉(不要一次加入过多的量，防止加入时结块而导致难溶)，将清水加至要求的量，搅拌均匀，测其碱度，如果不在范围内，再用清水或脱脂粉将其缓慢调整至碱度范围内。

在本发明中，所述脱脂粉溶液碱度的检测方法优选为：

取脱脂粉溶液10mL于锥形瓶中，加入溴酚蓝指示剂3～4滴，用0.1mol/L的硫酸溶液滴定轻摇，颜色为兰紫色变至亮黄色为终点，所耗用的滴定液毫升数即为碱度点。

在本发明中，所述脱脂完成后优选将镁合金基材进行1～3min的清水清洗，去除表面药水残留。

在本发明中，优选采用表调剂溶液进行表调。在本发明中，所述表调剂优选为深圳佳士美科技有限公司提供的JM-220型号的产品。

在本发明中，所述表调剂溶液的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％；酸度优选为5～10mol/L，更优选为6～9mol/L，最优选为7～8mol/L。

在本发明中，所述表调的温度优选为40～50℃，更优选为42～48℃，最优选为44～46℃；所述表调的时间优选为1～3min，更优选为2min。

在本发明中，所述表调剂溶液的制备方法优选为：

在配槽前将槽子彻底清洗干净，加入所需的纯水的1/2量，然后在搅拌下慢慢加入表调剂，将纯水加至要求的量，搅拌均匀，然后根据室温情况适当加热，测其酸度，如果不在酸度范围内，再用纯水或表调剂将其缓慢调整至范围内。

在本发明中，所述酸度的测试方法优选为：

取一干净锥形瓶，加入纯水约50mL，用移液管吸取2mL的表调剂加入锥形瓶中，滴加2～3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定，至锥形瓶内的溶液刚好由无色变为红色为止，记录消耗的滴定液体积，即为酸度点。

在本发明中，所述表调完成后优选将镁合金基材先进行1～3min的清水清洗再进行超声波水洗，去除表面的药水残留。

在本发明中，所述表调完成后，本发明优选进行中和。在本发明中，所述中和过程中采用的中和剂优选为深圳佳士美科技有限公司提供的JM3100型号的产品。

在本发明中，优选采用中和剂溶液进行中和；所述中和剂溶液的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％；所述中和剂溶液的碱度优选为11～16mol/L，更优选为12～15mol/L，最优选为13～14mol/L。在本发明中，所述中和的温度优选为70～80℃，更优选为72～78℃，最优选为74～76℃。在本发明中，所述中和剂溶液的制备方法优选为：

在配槽前将槽子彻底清洗干净，加入所需清水量的1/2，然后在搅拌下缓慢加入中和剂，然后将清水加至要求用量，搅拌均匀，测试其碱度，如果不在碱度范围内，再用清水或中和剂将其缓慢调整至范围内。

在本发明中，所述中和剂溶液碱度的检测方法优选为：

用移液管吸取中和剂溶液2mL置于300mL的锥形瓶中，加入去离子水100mL，再滴加酚酞指示剂2～3滴，用0.3mol/L的硫酸标准溶液滴定至最后一滴使溶液由红色变为无色为止，耗用0.3mol/L硫酸溶液的毫升数即为碱度点。

在本发明中，所述中和完成后，优选将镁合金基材进行1～3min的清水清洗，去除表面的药水残留。

在本发明中，所述化成的化成试剂优选包括第一试剂和第二试剂形成的溶液；所述第一试剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6510型号的产品，所述第二试剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6520型号的产品。

在本发明中，所述第一试剂在化成试剂中的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％；所述第二试剂在化成试剂中的质量浓度优选为0.08～0.12％，更优选为0.1％。在本发明中，所述JM6510和JM6520的质量比优选为(8～12)：0.1，更优选为(9～11)：0.1，最优选为10:0.1。

在本发明中，所述化成处理能够使镁合金表面发生氧化作用，生成一种无色或灰色到深灰色的保护膜，能够提高镁合金的防护性能。本发明优选采用第一试剂和第二试剂形成的溶液作为化成试剂，并合理控制第一试剂和第二试剂的用量，采用本发明中这种化成试剂能够使表面处理后的镁合金具有更好的耐腐蚀性能。

在本发明中，所述化成的温度优选为20～30℃；所述化成的时间优选为20～180秒，更优选为50～150秒，最优选为80～120秒。

在本发明中，所述化成试剂的制备方法优选为：

在配槽前将槽子彻底清洗干净，加入所需的纯水的1/2量，然后在搅拌下慢慢加入JM6510，然后加入JM6520，将纯水加至要求的量，搅拌均匀。

在本发明中，所述化成试剂的pH值优选为1.8～2.8，更优选为2～2.6，最优选为2.2～2.4。在本发明中，所述化成试剂pH值的测试方法优选为精密pH试纸配合pH测试仪来准确测试。

在本发明中，所述基材烘干优选采用带有调节恒温功能的烘烤箱或烘烤炉；本发明优选采用将基材平放或者悬挂的方式进行烘干；所述烘干的温度优选为130～150℃，更优选为135～145℃，最优选为130℃；所述烘干的时间优选为15～20min，更优选为17～18min。

与现有技术相比，本发明通过对镁合金表面处理过程中各工序的工艺参数进行合理的控制，使镁工件表面形成一层保护膜，本发明提供的方法能够使镁合金具有良好的抗氧化腐蚀性，耐候性好。另外，本发明提供的方法工艺简单、成本低，容易推广和实现。

本发明以下实施例所用原料均为市售商品，所用的基材为南京云海特种金属股份有限公司提供的AZ91D牌号的镁合金。所用的脱脂粉为宏伟清洗材料有限公司提供的HW-216型号的产品。所用的表调剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM-220型号的产品。所用的中和剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM3100型号的产品。所用的JM6510为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6510型号的产品。所用的JM6520为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6520型号的产品。

实施例1

将镁合金基材在脱脂粉溶液中进行脱脂，所用脱脂粉溶液的质量浓度为3％，总碱度为30mol/L；所述脱脂的温度为50℃，脱脂的时间为5分钟；将脱脂后的基材用清水洗涤1min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行表调，所用表调剂溶液的质量浓度为10％，总酸度为5mol/L；所述表调的温度为40℃，表调的时间为1min；将表调后的基材先用清水清洗1分钟，然后用超声波清洗，去除表面的药水。

将清洗后的基材进行中和，所用中和剂溶液的质量浓度为10％，总碱度为11mol/L；所述中和的温度为70℃，中和的时间为5min；将中和后基材用清水清洗1min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行化成，所用的化成试剂为质量比为10：0.1的JM6510和JM6520形成的溶液；所述JM6510在试剂中的质量浓度为10％，JM6520在试剂中的质量浓度为0.1％；化成试剂的pH值为1.8；所述化成的温度为25℃，化成的时间为20秒；将化成后的基材用清水清洗1min，去除表面的药水；

将清洗后基材平放于恒温功能的烘烤箱中，在130℃烘烤15min，得到表面处理后的镁合金。

按照QB/T 3826-1999《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法中性盐雾试验(NSS)法》，测试本发明实施例1制备得到的表面处理后的镁合金的耐腐蚀性，检测结果为，本发明实施例1制备得到的表面处理后的镁合金盐雾要求可以达到24小时。

实施例2

将镁合金基材在脱脂粉溶液中进行脱脂，所用脱脂粉溶液的质量浓度为4％，总碱度为40mol/L；所述脱脂的温度为60℃，脱脂的时间为6分钟；将脱脂后的基材用清水洗涤2min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行表调，所用表调剂溶液的质量浓度为10％，总酸度为8mol/L；所述表调的温度为45℃，表调的时间为2min；将表调后的基材先用清水清洗2分钟，然后用超声波清洗，去除表面的药水。

将清洗后的基材进行中和，所用中和剂溶液的质量浓度为10％，总碱度为14mol/L；所述中和的温度为75℃，中和的时间为8min；将中和后基材用清水清洗2min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行化成处理，所用的化成试剂为质量比为10：0.1的JM6510和JM6520形成的溶液；所述JM6510在试剂中的质量浓度为10％，JM6520在试剂中的质量浓度为0.1％；化成试剂的pH值为2.3；所述化成的温度为25℃，化成的时间为100秒；将化成后的基材用清水清洗2min，去除表面的药水；

将清洗后基材悬挂于恒温功能的烘烤箱中，在130℃烘烤15min，得到表面处理后的镁合金。

按照实施例1的方法，测试本发明实施例2制备得到的表面处理后的镁合金的耐腐蚀性，检测结果为，本发明实施例2制备得到的表面处理后的镁合金盐雾要求可以达到12小时。

实施例3

将镁合金基材在脱脂粉溶液中进行脱脂，所用脱脂粉溶液的质量浓度为5％，总碱度为50mol/L；所述脱脂的而温度为70℃，脱脂的时间为8分钟；将脱脂后的基材用清水洗涤3min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行表调，所用表调剂溶液的质量浓度为10％，总酸度为10mol/L；所述表调的温度为50℃，表调的时间为3min；将表调后的基材先用清水清洗3分钟，然后用超声波清洗，去除表面的药水。

将清洗后的基材进行中和，所用中和剂溶液的质量浓度为10％，总碱度为16mol/L；所述中和的温度为80℃，中和的时间为10min；将中和后基材用清水清洗3min，去除表面的药水；

将清洗后的基材进行化成，所用的化成试剂为质量比为10：0.1的JM6510和JM6520形成的溶液；所述JM6510在试剂中的质量浓度为10％，JM6520在试剂中的质量浓度为0.1％；化成试剂的pH值为2.8；所述化成的温度为25℃，化成的时间为180秒；将化成后的基材用清水清洗2min，去除表面的药水；

将清洗后基材平放于恒温功能的烘烤箱中，在150℃烘烤20min，得到表面处理后的镁合金。

按照实施例1的方法，测试本发明实施例3制备得到的表面处理后的镁合金的耐腐蚀性，检测结果为，本发明实施例3制备得到的表面处理后的镁合金盐雾要求可以达到8小时。

由以上实施例可知，本发明提供了一种镁合金的表面处理方法，包括：将镁合金基材依次进行预处理、化成和烘干。与现有技术相比，本发明的关键在于对脱脂、表调、化成等各工艺参数的控制，使本发明提供的表面处理方法能够使镁合金具有良好的抗氧化腐蚀性，耐候性好。另外，本发明提供的表面处理方法工艺简单、成本低，容易推广和实现。

Claims (10)

1.一种镁合金的表面处理方法，包括：将镁合金基材依次进行脱脂、表调、化成和烘干；

所述脱脂过程中采用的脱脂粉溶液的碱度为30～50mol/L；

所述表调过程中采用的表调剂溶液的酸度为5～10mol/L；

所述化成过程中采用的化成试剂的pH值为1.8～2.8。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱脂粉为宏伟清洗材料科技有限公司提供的HW-216型号的产品。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱脂粉溶液中脱脂粉的质量浓度为3～5％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱脂的温度为50～70℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱脂的时间为5～8min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表调剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM-220型号的产品。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表调剂溶液中表调剂的质量浓度为8～12％。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表调的温度为40～50℃；

所述表调的时间为1～3min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化成试剂包括由第一试剂和第二试剂形成的溶液；

所述第一试剂为深圳佳士美科技有限公司提供的JM6510型号的产品；

所述第二试剂为深圳佳士美科技公司提供的JM6520型号的产品。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一试剂和第二试剂的质量比为(8～12)：0.1。