TWI388676B - Treatment of Magnesium Alloy Surface - Google Patents

Treatment of Magnesium Alloy Surface Download PDF

Info

Publication number
TWI388676B
TWI388676B TW097137490A TW97137490A TWI388676B TW I388676 B TWI388676 B TW I388676B TW 097137490 A TW097137490 A TW 097137490A TW 97137490 A TW97137490 A TW 97137490A TW I388676 B TWI388676 B TW I388676B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
alloy
magnesium alloy
coated
substrate
magnesium
Prior art date
Application number
TW097137490A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201012944A (en
Inventor
Shih Ying Chang
Hsien Hsueh Li
wei shen Chen
Yi Yuan Ko
Original Assignee
Univ Nat Yunlin Sci & Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Yunlin Sci & Tech filed Critical Univ Nat Yunlin Sci & Tech
Priority to TW097137490A priority Critical patent/TWI388676B/zh
Priority to US12/382,260 priority patent/US8147913B2/en
Publication of TW201012944A publication Critical patent/TW201012944A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI388676B publication Critical patent/TWI388676B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides

Description

鎂合金表面之處理方法
本發明係有關一種鎂合金表面之處理方法，其兼具處理過程簡單且結構穩定、應用範圍廣泛與不會對環境造成影響等優點及功效。
鎂合金由於活性高，表面極易形成疏鬆多孔的氧化鎂，特別是在酸性或鹼性環境中容易繡蝕，為提升鎂合金表面的耐蝕性，有利用化成處理、陽極處理、氣相沉積法、無電電鍍或電鍍等方法。
化成處理多利用鉻酸鹽、磷酸鹽或錳酸鹽於鎂合金表面形成耐蝕性之金屬化合物(皮膜鍍層)，這些常用之化成處理液的毒性及廢液對環境會造成嚴重的汙染。
而且一般化成處理的皮膜層質地軟且薄，無法作為鎂合金在抗蝕和耐磨性的表面層，通常只能作為鎂合金表面處理塗覆的中間層。
若採用陽極處理，其所形成的鎂合金氧化表層因具有多孔性且極為疏鬆，在耐蝕性的防護上效果不佳。
至於物理氣相沉積或化學氣相沉積必須在特殊的環境條件控制下完成，製程成本高且不易形成厚的鍍層，在實用上受到嚴格的限制。
另外，因鎂合金之標準還原電位為-2.36伏特(V)，而且化學活性高，在大氣環境中易形成氧化鎂(MgO)，因此利用電鍍或無電電鍍通常無法獲得良好的鍍層甚至於無法形成鍍層。
而將錫與鋅鍍覆於鎂合金表面，再以低溫熱處理(約190℃)的擴散進行鎂合金表面處理，可使錫、鋅等元素與鎂形成如Mg2 Sn等介金屬，然而此種處理方式必須先利用電鍍方式使錫、鋅鍍著於鎂合金表面，另外產生鎂合金電鍍層附著性不佳的問題，且因錫與鋅的還原電位不同，不易進行多元合金的 覆鍍層，多次的電鍍過程亦增加製造的成本與複雜性。
因此，有必要研發新技術以解決上述缺點及問題。
本發明之主要目的，在於提供一種鎂合金表面之處理方法，其具備處理過程簡單且結構穩定之優點。
本發明之次一目的，在於提供一種鎂合金表面之處理方法，其具備應用範圍廣泛的市場優勢。
本發明之又一目的，在於提供一種鎂合金表面之處理方法，其不會對環境造成影響。
本發明係提供一種鎂合金表面之處理方法，其包括下列步驟：一．準備步驟；二．融熔及均勻塗佈步驟；三．熱擴散步驟；及四．完成步驟。
本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
參閱第一及第二圖，本發明係為一種鎂合金表面之處理方法，其包括下列步驟：一．準備步驟11：準備一鎂合金基材20(如第四圖所示)及一披覆合金30，該披覆合金30係熔點低於該鎂合金基材20之低溫活性結構；二．融熔及均勻塗佈步驟12：將該披覆合金30置於該鎂合金基材20上(如第五圖所示)，並對該鎂合金基材20及該披覆合金30進行加熱，當該披覆合金30呈融熔時，將其均勻塗佈於該鎂合金基材20上；三．熱擴散步驟13：當加熱達預定溫度，該披覆合金30即於該鎂合金基材20上產生擴散(如第三A、第三B及第三C 圖所示)並與該鎂合金基材20反應；四．完成步驟14：最後該披覆合金30於該鎂合金基材20上形成一耐蝕之硬質層30A(如第六圖所示)。
實務上，於該準備步驟11中，係使用型號AZ31之鎂合金基材20，且可預先以砂紙將該鎂合金基材20之粗糙面21研磨成光滑面22(參閱第二圖)。
該披覆合金30係可於真空或保護氣氛下以熔煉方式配製；該披覆合金30係選自錫鋅合金(Sn-Zn)、錫鋅鋁合金(Sn-Zn-Al)其之一；且進一步又可添加至少一種稀土元素(稀土元素係包括：鑭(La)、鈰(Ce)、鏷(Pr)、釹(Nd)、鉅(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)、釔(y)、鈧(Sc)等十七個元素，通常以符號"RE"為統稱)，如此分別成為錫鋅稀土合金(Sn-Zn-RE)、錫鋅鋁稀土合金(Sn-Zn-Al-RE)，至於各合金的比例部分則請參閱下表一：
於該融熔及均勻塗佈步驟12中，係以加熱器92(例如電熱板或加熱爐)將該鎂合金基材20加熱到預定溫度(例如攝氏250度，主要以披覆合金30之合金熔化溫度以上約20至30℃為最佳)，並可使用刮板91將披覆合金30均勻的塗佈於該鎂合金基材20。
該刮板91之材質係選用不銹鋼、鋁、鋼、披覆合金不易於其表面潤濕之陶瓷、披覆合金不易於其表面潤濕之鐵氟龍其 中之一。並具備導熱性差、不與披覆合金30產生反應的特性為佳。
於該熱擴散步驟13中，當達到預定(低)的熱處理溫度(例如低於攝氏200度，主要以低於披覆合金30之熔化溫度約攝氏5至10度為佳)，該披覆合金30開始於該鎂合金基材20表面形成一反應層31(如第三A及第三B圖所示，係顯示該鎂合金基材20與該披覆合金30開始相互擴散，並形成具有第一厚度D1的反應層31)，隨著時間的增加，該反應層31隨擴散反應而在該鎂合金基材20表面逐漸增加厚度(如第三C圖所示，假設由該第一厚度D1再增加至一第二厚度D2)。
於該完成步驟14中，該披覆合金30係於熱處理溫度下加熱約1~10小時，而與該鎂合金基材20表面建立反應鍵結，並形成耐蝕之硬質層30A。
當然，以前述步驟，亦可將該披覆合金30包覆於該鎂合金基材20整個外表面(如第七圖所示)，仍不脫本發明保護之範圍疇。
經本發明處理後的鎂合金基材20其表面之硬質層30A至少具備耐蝕性、抗磨、提昇結合力、導電、導熱、利於銲接、利於電鍍或利於無電電鍍等表面加工。
以耐蝕性測試為例，在同樣為5%氯化鈉溶液中，將整個外表面包覆硬質層30A之鎂合金基材20(如第八A圖所示)與表面無硬質層30A的鎂合金基材20(如第八B圖所示)浸泡50小時，取出以顯微鏡觀察兩者腐蝕的結果，可以發現表面具有硬質層30A之鎂合金基材20的顯微組織經腐蝕後仍保留一定之完整性，只在硬質層30A表面上形成輕微損傷(如第八C圖所示之虛線區域及第九A圖所示)，但是表面無硬質層30A的鎂合金基材20，其顯微組織顯示表面腐蝕相當嚴重，於該鎂合金基材20表面產生數量較多且面積相對較大的腐蝕部20A(如第八D圖所示之實線區域及第九B圖所示)，故可驗證出本發明所提供之鎂合金表面處理方法具有良好的耐蝕性。
綜上所述，本發明之優點及功效可歸納為：
[1]處理過程簡單且結構穩定。本發明只要將披覆合金置放於鎂合金基材上，在一般大氣壓力下，經融熔與熱擴散(只是溫度高低與時間長短的不同)兩步驟，即使披覆合金變成鎂合金基材表面的硬質層，處理過程相當簡單而完成後的硬質層相當穩定。
[2]應用範圍廣泛。本發明同時具備耐蝕性、抗磨、提昇結合力、導電、導熱、利於銲接、利於電鍍或利於無電電鍍等功效，故可廣泛應用於例如筆記型電腦外殼、筆記型電腦零件、手機外殼、手機零件等高科技電子領域件；更適用須在腐蝕環境下使用之結構，例如：車輛零組件、工業機械、物料搬運設備與印刷機械等。
[3]不會對環境造成影響。本發明不需使用化成處理、陽極處理、氣相沉積法、無電電鍍或電鍍，故，前述處理因使用具毒性處理液、產生廢液等易造成環境污染之問題，本發明都予以革除，故，不會對環境造成影響。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利之申請。
11‧‧‧準備步驟
12‧‧‧融熔及均勻塗佈步驟
13‧‧‧熱擴散步驟
14‧‧‧完成步驟
20‧‧‧鎂合金基材
21‧‧‧粗糙面
22‧‧‧光滑面
20A‧‧‧腐蝕部
30‧‧‧披覆合金
31‧‧‧反應層
30A‧‧‧硬質層
91‧‧‧刮板
92‧‧‧加熱器
D1‧‧‧第一厚度
D2‧‧‧第二厚度
第一圖係本發明之流程示意圖
第二圖係本發明之處理過程之示意圖
第三A、第三B及第三C圖係第二圖之披覆合金於鎂合金基材上進行熱擴散之前、中、後之局部放大之示意圖
第四圖係第二圖之鎂合金基材之外觀示意圖
第五圖係第二圖之披覆合金設於鎂合金基材上之示意圖
第六圖係第二圖之表面處理完成之鎂合金基材之示意圖
第七圖係本發明之披覆合金包覆於鎂合金基材之示意圖
第八A、第八B、第八C及第八D圖係經本發明進行表面處理與未經本發明進行表面處理的兩個鎂合金基材進行腐蝕過程之比較示意圖
第九A圖為鎂合金使用本發明所提供之表面處理方法後經鹽水腐蝕後之顯微組織圖
第九B圖為未經表面處理之鎂合金經鹽水腐蝕後之顯微組織圖
11‧‧‧準備步驟
12‧‧‧融熔及均勻塗佈步驟
13‧‧‧熱擴散步驟
14‧‧‧完成步驟

Claims (2)

  1. 一種鎂合金表面之處理方法，係包括下列步驟：一．準備步驟：預先準備一鎂合金基材及一披覆合金，該披覆合金係熔點低於該鎂合金基材之低溫活性結構；二．融熔及均勻塗佈步驟：將該披覆合金置於該鎂合金基材上，並對該鎂合金基材及該披覆合金進行加熱，當該披覆合金呈融熔時，將其均勻塗佈於該鎂合金基材上；三．熱擴散步驟：當加熱達預定溫度，該披覆合金即於該鎂合金基材上產生熱擴散作用；四．完成步驟：最後該披覆合金於該鎂合金基材上形成一耐蝕之硬質層；其中：於該融熔及均勻塗佈步驟步驟中：該鎂合金基材係設加熱器加熱到預定溫度，並使用刮板將披覆合金均勻塗佈於該鎂合金基材；該刮板之材質係選用不銹鋼、鋁、鋼、不易於其表面潤濕之陶瓷、不易於其表面潤濕之鐵氟龍其中之一；並具備導熱性差、不與披覆合金產生反應之特性；於該熱擴散步驟中：該披覆合金係在低於攝氏200度的熱處理溫度下，進行擴散並與鎂合金反應。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金表面之處理方法，其中：該加熱器係選自電熱板、加熱爐其中之一；該披覆合金係加熱到以披覆合金之合金熔化溫度以上約20至30℃；該披覆合金係在低於披覆合金之熔化溫度大約攝氏5至10度下擴散並與鎂合金反應。
TW097137490A 2008-09-30 2008-09-30 Treatment of Magnesium Alloy Surface TWI388676B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097137490A TWI388676B (zh) 2008-09-30 2008-09-30 Treatment of Magnesium Alloy Surface
US12/382,260 US8147913B2 (en) 2008-09-30 2009-03-12 Surface treatment method for magnesium alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097137490A TWI388676B (zh) 2008-09-30 2008-09-30 Treatment of Magnesium Alloy Surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201012944A TW201012944A (en) 2010-04-01
TWI388676B true TWI388676B (zh) 2013-03-11

Family

ID=42057771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097137490A TWI388676B (zh) 2008-09-30 2008-09-30 Treatment of Magnesium Alloy Surface

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8147913B2 (zh)
TW (1) TWI388676B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102660738A (zh) * 2012-05-17 2012-09-12 华东交通大学 一种激光辐照原位自生Al-Fe-Si三元陶瓷/Fe复合涂层的制备方法
CN102703894A (zh) * 2012-07-02 2012-10-03 华东交通大学 一种镁合金表面激光沉积复合强化的方法
US9506161B2 (en) 2014-12-12 2016-11-29 Metal Industries Research & Development Centre Surface treatment of a magnesium alloy
TWI604091B (zh) * 2017-04-25 2017-11-01 Ming-Si Zhang Magnesium alloy surface treatment methods
CN110306079B (zh) * 2019-07-18 2021-01-26 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种低熔点液态金属及其制备方法与应用
CN110760916B (zh) * 2019-11-18 2022-04-05 和县科嘉阀门铸造有限公司 一种提高镁合金阀门耐蚀性的方法
CN114134552B (zh) * 2021-12-07 2023-06-13 徐州工程学院 一种在镁合金表面构筑荧光梯度涂层的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4292208A (en) * 1974-05-03 1981-09-29 Alloy Surfaces Company, Inc. Diffusion coating combinations
GB2376693A (en) * 2001-06-22 2002-12-24 Motorola Israel Ltd Reducing the corrosivity of magnesium containing alloys
AU2003252354A1 (en) * 2002-08-01 2004-02-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Metal material and method for production thereof
JP2005068516A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Ajc:Kk 耐食性、耐摩耗性に優れたマグネシウム合金とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8147913B2 (en) 2012-04-03
TW201012944A (en) 2010-04-01
US20100080918A1 (en) 2010-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI388676B (zh) Treatment of Magnesium Alloy Surface
CN101748357B (zh) 镁合金表面的处理方法
Zhao et al. Electroless Ni–Cu–P–PTFE composite coatings and their anticorrosion properties
Lu et al. The effect of formic acid concentration on the conductivity and corrosion resistance of chromium carbide coatings electroplated with trivalent chromium
CN104798440B (zh) 挠性器件用基板及其制造方法
CN104862639A (zh) 一种耐高温耐热腐蚀抗磨损涂层的制备工艺及其渗剂
Zhang et al. Corrosion behavior of electroless Ni-P/Ni-B coating on magnesium alloy AZ91D in NaCl environment
CN113263052B (zh) 一种镁铝合金复合材料及其制备工艺
CN103848428A (zh) 二氧化硅溶胶，应用该二氧化硅溶胶对金属基体进行表面处理的方法及其制品
Yuan et al. Fabrication and properties of the superhydrophobic ceria‐based composite coating on magnesium alloy
Rahmani et al. Impact of barium in improving corrosion resistance and properties of electroless Ni–Ba–B alloy deposits
Li et al. Electroless deposition of nickel on the surface of silicon carbide/aluminum composites in alkaline bath
KR102387759B1 (ko) 플렉시블 디바이스용 기판
CN101418425A (zh) 防氚渗透涂层热浸镀制备工艺
CN113684511B (zh) 一种高温自修复涂层的电化学制备方法及其产品
Hu et al. Preparation of poly (o-ethylaniline)-SiC/zinc bilayer coatings and study of its corrosion resistance properties
CN109554700B (zh) 一种光亮铜膜或铜合金膜减反射工艺
JP6915307B2 (ja) フレキシブルデバイス用基板用基材及びその製造方法
Jingshuang et al. A new process of electroplating on titanium and titanium alloy for aerospace
JP2010261098A (ja) 新規金属窒素酸化物プロセス
WO2003087435A3 (en) Non-carbon anodes for aluminium electrowinning and other oxidation resistant components with slurry-applied coatings
TW201016090A (en) Surface treated copper foil
CN103865379A (zh) 聚二甲基硅氧烷溶胶，应用该聚二甲基硅氧烷溶胶对金属基体进行表面处理的方法及制品
CN110453253A (zh) 一种烧结NdFeB磁体表面NiP合金镀层的制备方法
Petro et al. Direct electroless deposition of nickel boron alloys and copper on aluminum containing magnesium alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees