CN109554697A - 一种镁合金锻件表面化学氧化溶液和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镁合金锻件表面化学氧化溶液和方法，其特征在于：所述化学氧化溶液组成为：KMnO4：30～50g/L，HNO3：0.5～2g/L，K2HPO4：60～100g/L，NaCl：3～5g/L，水：余量，温度控制在20～60℃。采用本发明在镁合金锻件化学氧化过程中完全不需要使用铬，可减少对环境的污染；本发明的容液成分简单、原材料常见价格低廉；设备工艺简单、易于操作，适用于各类不同尺寸、形状复杂的镁合金锻件表面氧化要求，适合于工业化生产。

Description

一种镁合金锻件表面化学氧化溶液和方法
技术领域
本发明属于镁合金表面处理技术，是一种镁合金锻件化学氧化溶液及其方法。
背景技术
镁合金具有高的比强度、比刚度，减震性好，具有优良的切削加工和抛光性能，在航空工业、汽车工业等领域得到广泛应用。由于镁合金标准电极电位为-2.34v，新鲜表面在自然大气中的化学稳定性极差，极易锈蚀，镁合金在生产中，每产生一个加工表面就要进行一次防锈处理，以提高零件的抗腐蚀能力。化学转化方法的主要特点是设备简单、成本低，适应于结构复杂件及大件的处理，现多用于零件制备过程中的工序间防护和涂装前处理。目前常用的镁合金表面处理方法为重铬酸盐化学氧化，能显著提高镁合金表面的耐腐蚀性。但由于溶液中含有未完全转化的六价铬离子，Cr6+有毒，会对环境造成污染，国际上已经开始禁止使用相应的化学转化工艺，目前国内也因环保问题，叫停此方法生产。因此，未来的发展方向是绿色环保的化学转化技术。
发明内容
本发明的目的是：为了适应环保要求，放弃使用铬酸盐的镁合金氧化方法，提出一种新的镁合金化学氧化的方法，即继续使用化学氧化方法，但溶液成分选用对环境无毒无害的磷酸盐和锰酸盐，采用本方法生产的锻件表面形成了致密的磷酸盐氧化膜，在盐雾试验中的抗腐蚀效果优于或相当于铬酸盐氧化膜，该方法生产效率高，成本低廉，设备工艺简单，易于操作，可满足各类不同尺寸、形状复杂的镁合金锻件表面氧化要求。
本发明的技术方案：一种镁合金锻件表面化学氧化溶液，所述化学氧化溶液组成为：KMnO4：30～50g/L，HNO3：0.5～2g/L，K2HPO4：60～100g/L，NaCl：3～5g/L，水：余量，温度控制在20～60℃。镁合金锻件浸泡在所述化学氧化溶液的时间为5～30分钟。
一种镁合金锻件表面化学氧化的方法，基于上述述化学氧化溶液，对镁合金锻件表面进行化学氧化，具体步骤如下：
步骤1：碱洗，用碱溶液清洗，去除镁合金锻件表面润滑剂，用苛性钠：浓度50～100g/L，温度控制在40～70℃，洗涤2～10分钟；
步骤2：热水洗，去除镁合金锻件表面油脂，水温控制在50～80℃，洗涤1～2分钟；
步骤3：冷水洗，去除镁合金锻件表面残留油脂和碱液，室温流水洗涤1～2分钟；
步骤4：酸洗，用重量百分比10～30％的硝酸溶液，在室温洗涤1～10分钟，去除镁合金锻件表面形成的氧化物；
步骤5：冷水洗，镁合金锻件在室温流水中洗涤1～2分钟，去除表面氧化物残渍；
步骤6：热水洗，去除镁合金锻件表面残留氧化物和酸液，水温控制在60～80℃，洗涤1～2分钟；
步骤7：氧化，在镁合金锻件表面形成磷酸盐化学氧化膜，对锻件本体起到防腐蚀作用，槽液组成为：KMnO4：30～50g/L，HNO3：0.5～2g/L，K2HPO4：
60～100g/L，NaCl：3～5g/L，水：余量，温度控制在20～60℃，镁合金锻件浸泡时间为5～30分钟；
步骤8：冷水洗，镁合金锻件在室温流水中洗涤1～2分钟，去除表面残液；
步骤9：热水洗，在40～70℃的热水中洗涤1～2分钟，去除镁合金锻件表面残液；
步骤10：干燥，干燥的方式为自然风干或用清洁的压缩空气吹干。
本发明的优点：
(1)采用本发明在镁合金锻件化学氧化过程中完全不需要使用铬，可减少对环境的污染；
(2)本发明的容液成分简单、原材料常见价格低廉；
(3)设备工艺简单、易于操作，适用于各类不同尺寸、形状复杂的镁合金锻件表面氧化要求，适合于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步详细说明。
实施例
锻件材料：MB15 炉号：17181
锻件外形尺寸：330×315×32 数量：5件
镁合金氧化溶液的成分由160g:KMnO4，20g:HNO3，320g：K2HPO4，160g：NaCl，4L水组成。锻件经过以下工序：
1、碱洗：用苛性钠：浓度70g/L，温度55℃左右，洗涤5分钟，去除锻件表面润滑剂；
2、热水洗：用60℃热水清洗1分钟，去除锻件表面油脂；
3、冷水洗：室温流水洗涤1分钟，去除表面残留油脂和碱液；
4、酸洗：用硝酸溶液20％(wt％)，在室温洗涤3分钟，去除表面形成的氧化物。
5、冷水洗：锻件在室温流水中洗涤1分钟，去除表面氧化物残渍；
6、热水洗：用60℃热水清洗1分钟，去除表面残留氧化物和酸液；
7、氧化：将配置的氧化溶液(溶液由160g:KMnO4，20g:HNO3，320g：K2HPO4，160g：NaCl，4L水组成)加热到60℃，将锻件在溶液中浸泡20分钟。
8、冷水洗：锻件在室温流水中洗涤1分钟，去除表面残液；
9、热水洗：在60℃的热水中洗涤1分钟，去除表面残液；
10、干燥：自然风干。
氧化完成的镁合金锻件，进行切样，与之前用重铬酸钾氧化完的锻件试样，按照ASTM标准进行标准盐雾实验，连续喷雾进行腐蚀性对比,发现使用本方法氧化的效果优于重铬酸钾氧化效果。

Claims (4)

1.一种镁合金锻件表面化学氧化溶液，其特征在于：所述化学氧化溶液组成为：KMnO4：30～50g/L，HNO3：0.5～2g/L，K2HPO4：60～100g/L，NaCl：3～5g/L，水：余量，温度控制在20～60℃。
2.如权利要求1所述的化学氧化溶液，其特征在于：镁合金锻件浸泡在所述化学氧化溶液的时间为5～30分钟。
3.一种镁合金锻件表面化学氧化的方法，其特征在于，基于权利要求1所述化学氧化溶液，对镁合金锻件表面进行化学氧化，具体步骤如下：
步骤1：碱洗，用碱溶液清洗，去除镁合金锻件表面润滑剂，用苛性钠：浓度50～100g/L，温度控制在40～70℃，洗涤2～10分钟；
步骤2：热水洗，去除镁合金锻件表面油脂，水温控制在50～80℃，洗涤1～2分钟；
步骤3：冷水洗，去除镁合金锻件表面残留油脂和碱液，室温流水洗涤1～2分钟；
步骤4：酸洗，用重量百分比10～30％的硝酸溶液，在室温洗涤1～10分钟，去除镁合金锻件表面形成的氧化物；
步骤5：冷水洗，镁合金锻件在室温流水中洗涤1～2分钟，去除表面氧化物残渍；
步骤6：热水洗，去除镁合金锻件表面残留氧化物和酸液，水温控制在60～80℃，洗涤1～2分钟；
步骤7：氧化，在镁合金锻件表面形成磷酸盐化学氧化膜，对锻件本体起到防腐蚀作用，槽液组成为：KMnO4：30～50g/L，HNO3：0.5～2g/L，K2HPO4：60～100g/L，NaCl：3～5g/L，水：余量，温度控制在20～60℃，镁合金锻件浸泡时间为5～30分钟；
步骤8：冷水洗，镁合金锻件在室温流水中洗涤1～2分钟，去除表面残液；
步骤9：热水洗，在40～70℃的热水中洗涤1～2分钟，去除镁合金锻件表面残液；
步骤10：干燥。
4.如权利要求3所述镁合金锻件表面化学氧化的方法，其特征在于，步骤10干燥的方式为自然风干或用清洁的压缩空气吹干。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1386902A (zh) * 2001-03-28 2002-12-25 日本油漆株式会社 用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质
CN1673412A (zh) * 2005-04-12 2005-09-28 沈阳工业大学 一种镁及镁合金化学氧化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1386902A (zh) * 2001-03-28 2002-12-25 日本油漆株式会社 用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质
CN1673412A (zh) * 2005-04-12 2005-09-28 沈阳工业大学 一种镁及镁合金化学氧化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
常毅传，李骏骋，谢伟滨编著: "《镁合金生产技术与应用》", 30 June 2018 *
柴跃生，孙钢，梁爱生编: "《镁及镁合金生产知识问答》", 30 September 2005 *

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