[發明專利]制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的氧化液及方法

有效

• 申請號: 201410267132.0
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104005014B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 賀東奎;蔣斌;曹建勇
• 申請（專利權）人: 重慶研鎂科技有限公司
• 主分類號: C23C22/42
• 分類號: C23C22/42
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于鎂合金表面改性領域，涉及一種不含鉻的在鎂合金表面制備耐腐蝕復合膜的化學氧化液，本發明還涉及一種利用該氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法。

背景技術

鎂合金是最輕的商用金屬結構材料，常用鎂合金的密度約為鋁合金的2/3，鋼鐵的1/4。與其他金屬結構材料相比，鎂合金具有比強度、比剛度高、減震性、電磁屏蔽和抗輻射能力強、易切削加工、易回收等優點，在汽車、電子、電器、交通、航空航天等領域具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。但是鎂合金電極電位較低(約為-2.34KV)，容易在各種介質中腐蝕，極大的限制了鎂合金的推廣應用；因此，有必要進行適當處理以提高鎂合金的耐腐蝕性能。

在眾多提高鎂合金表面耐腐蝕性能的技術中，化學轉化投入少，產率高，操作簡便的優點，已經得到較為廣泛的應用。但是目前化學轉化處理的主流方法均以重鉻酸鹽或鉻酐為主要原材料，處理液中含有大量劇毒性Cr⁺⁶離子，屬于嚴格限制排放的物質，隨著環保標準的提高，鉻酸鹽轉化膜工藝將逐步被取締。

有鑒于此，有必要開發一種無鉻轉化處理液和相應的化學轉化成膜工藝。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的氧化液，本發明還提供一種利用該氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的氧化液，所述氧化液含磷酸氫鈉、硝酸鈣、苯磺酸鈉、鉬酸鹽、磷酸和氫氧化鈉，其中：磷酸氫鈉濃度為0.5-45g/L；硝酸鹽濃度為0.70-22g/L；苯磺酸鹽濃度為0.5-5.7g/L；鉬酸鹽濃度為2-3g/L；磷酸濃度為0.05-5.50mL/L；氫氧化鈉濃度為1-7g/L。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的氧化液的優選，所述磷酸氫鈉濃度為5-25g/L；硝酸鈣濃度為3-18g/L；苯磺酸鈉濃度為1.2-4.8g/L；鉬酸鹽濃度為2.2-2.5g/L；磷酸濃度為0.12-4.80mL/L；氫氧化鈉濃度為2-4.6g/L。

本發明的氧化液由有機鹽和無機鹽組成，不含鉻離子，具有綠色環保的優點；本發明的氧化液不含稀土或貴金屬，原材料成本低。

運用所述氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法，依次包括脫脂、活化、表調和氧化步驟。

本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法，脫脂步驟所用脫脂液含碳酸鈉、磷酸三鈉、氫氧化鈉、OP-10，其中碳酸鈉濃度為12-16g/L，磷酸三鈉濃度為10-38g/L，氫氧化鈉濃度為5-8g/L，OP-10濃度為0.5-2mL/L。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的優選，活化步驟所用活化液包括酒石酸、乳酸、苯磺酸鈉，其中酒石酸濃度為0.7-9.0g/L，乳酸濃度為2.2-11.0g/L，苯磺酸鈉濃度為0.5-5.7g/L。

本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法，嚴格選用脫脂、活化、表調和氧化步驟所用溶液，最終可制得各項指標優異的耐腐蝕復合膜，該膜的中性酸霧檢測等級可達9級以上。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的另一種優選，表調步驟所用表調液包括氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈉，其中氫氧化鈉濃度為12-69g/L，亞硝酸鈉濃度為1.10-35.00g/L，硝酸鈉濃度為0.10-23.50g/L。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，脫脂步驟時間為5-7min，溫度為60-65℃。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，活化步驟時間為40-60s，溫度為45—55℃。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，表調步驟時間為5-7min，溫度為75—85℃。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，氧化步驟時間為0.5-2min，溫度為45—55℃。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，還包括水洗步驟，脫脂、活化、表調或化學氧化后的鎂合金經水洗后進入后續工序。

作為本發明制備鎂合金表面耐腐蝕復合膜的方法的進一步優選，還包括位于化學氧化后的干燥步驟，干燥溫度為80-120℃，時間為20-40min。

本發明進一步限定了脫脂、活化、表調、氧化和干燥步驟的工藝參數，避免因為操作不當引起的氧化層電阻過高、化學鹽霧等級差等問題，對于在鎂合金表面獲得高品質的耐腐蝕復合膜具有重要作用。