[發明專利]一種鎂合金化學轉化膜的成膜溶液及該轉化膜的制備方法

有效

• 申請號: 200710307863.3
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101469421A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 連俊蘭;蘇煒
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C23C22/48
• 分類號: C23C22/48;C23C22/57;C23G1/02;C23G1/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉紅梅;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種鎂合金化學轉化膜的成膜溶液，還涉及該鎂合金化學轉化膜的制備方法。

背景技術

鎂合金因具有比強度和比剛度高、電磁屏蔽性能優良、易于切削加工、易于回收、且自然儲量豐富等優點，廣泛應用于汽車、電子通信、航空航天等領域，故被譽為“21世紀的綠色工程材料”。

目前應用最多的鎂合金Mg-Al和Mg-Al-Zn系合金在時效過程中會析出不穩定的非連續沉淀Mg₁₇Al₁₂，導致鎂合金的蠕變性能和高溫力學性能較差，不能應用于溫度較高如120℃以上的場合，例如不能用于溫度為150-200℃的汽車發動機蓋、曲軸箱等動力系統部件，從而對鎂合金的蠕變性能和高溫力學性能(150℃以上)提出了更高的要求。

目前，出現了基于Mg-Zn系合金在高鋅的基礎上改善鎂合金的綜合性能的高強度鎂合金。在高鋅鎂合金中加入鋁，可以形成高熱強度的Mg₃₂(Al，Zn)₄₉相和與基體共格的MgZn相，從而提高鎂合金的高溫性能。高鋅的Mg-Zn-Al系合金，如AZ88和ZA124具有較高的抗拉強度，尤其是屈服強度較高，因此在市場上非常引人關注。

但高鋅鎂合金的耐腐蝕性能很差，需要進行有效的表面處理來發揮鎂合金的優良性能。通常采用的表面處理方法有化學轉化膜處理、陽極氧化、微弧氧化、有機涂層、金屬鍍層及激光表面改進技術等。其中化學轉化膜處理以其工藝簡單、成本低廉而被廣泛應用，并且該化學轉化膜常用來作為色彩豐富的裝飾性有機涂層的前處理底層。

比較成熟的鎂合金化學轉化膜工藝是鉻酸鹽化學轉化膜工藝，但是由于鉻酸鹽化學轉化膜工藝中所使用的主成膜劑含有六價鉻離子，該鹽具有嚴重的致癌性及毒性，并且廢水很難處理，因此該工藝在實際應用中受到限制。

CN1475602A公開了一種鎂合金無鉻化學轉化膜制備方法及其成膜溶液，所述制備方法包括：1)機械預處理；2)脫脂；3)酸洗；4)活化或整理；5)成膜：將經前處理的鎂合金樣品浸入成膜溶液中，控制溫度為10-100℃，浸泡時間為5-60分鐘，保持溶液pH值在1-6范圍內，即可獲得磷酸鹽化學轉化膜；6)后處理：浸入堿性水溶液中，溫度為15-100℃，浸入時間為3-60分鐘，或浸入可溶性稀土鹽水溶液中，溫度為10-70℃，浸入時間為5-60分鐘，將轉化膜內層微孔進一步封閉即可得成品。所述成膜溶液的成分由錳鹽、磷酸鹽、氟化物和水組成。采用該方法可以使高鋁含鋅鎂合金具有良好的耐腐蝕性，且由該方法所得到的化學轉化膜的膜層厚度均勻、漆膜附著力強，但該方法不適用于高鋅含鋁鎂合金，且其成膜液中含有氟化物，污染環境。

CN1786270A中公開了一種鎂合金表面處理方法，該方法包括脫脂工序、水洗工序、純水洗工序、酸洗工序、水洗工序、純水洗工序、氧化工序、水洗工序、純水洗工序和烘干工序，其中，氧化工序中的化學氧化液含有高錳酸水溶性鹽、稀土鹽和成膜助劑，該化學氧化液的pH值為1.5-7，溫度為333-363K，化學處理時間為1-5分鐘。所述稀土鹽為硝酸鑭、硝酸鈰或硫酸鈰，所述成膜助劑為硝酸鎂或硝酸鈉。該處理方法可以使鎂合金具有良好的耐腐蝕性，并且環保，但由該方法只適用于AZ(高鋁含鋅)系鎂合金和ZM(高鋅含錳)系鎂合金，而不適用于ZA(高鋅含鋁)系鎂合金。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的成膜溶液及表面處理方法使形成的鎂合金化學轉化膜的漆膜附著力較低的缺陷，提供一種使鎂合金的化學轉化膜的漆膜附著力較高，同時耐腐蝕性和耐磨性均很好的鎂合金化學轉化膜的成膜溶液，還提供了一種鎂合金化學轉化膜的制備方法。

本發明提供了一種鎂合金化學轉化膜的成膜溶液，其中，所述成膜溶液為含有硫酸高鈰、硫酸、植酸、緩蝕劑和緩沖劑的水溶液，且所述成膜溶液的pH值為2-6。

本發明還提供了一種鎂合金化學轉化膜的制備方法，其中，該方法包括將鎂合金材料浸入酸洗活化液中進行酸洗活化；然后將酸洗活化后的鎂合金材料浸入溫度為50-120℃的成膜溶液中1-30分鐘，在鎂合金材料的表面形成化學轉化膜，所述成膜溶液為本發明提供的成膜溶液。

本發明提供的鎂合金化學轉化膜的成膜溶液以及該轉化膜的制備方法，在鎂合金表面形成的化學轉化膜具有良好的漆膜附著力，耐腐蝕性和耐磨性均很好。并且，膜層表面電阻低，電磁屏蔽性好。

另外，本發明的成膜溶液中不含有鉻、氟，以及重金屬鉛、鎘等，減少了對環境的污染，降低了對操作人員身體的傷害，同時降低了廢液處理成本。