[發(fā)明專利]一種鎂合金及其表面處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010613880.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111996570A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 黃碩;余剛;王波;李佳蔚;劉永青;肖宏超
• 申請（專利權）人: 長沙新材料產業(yè)研究院有限公司;湖南大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30;C23C18/16;C23C18/32;C23C28/00
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

本發(fā)明一種鎂合金表面處理方法，包括以下步驟：S1、鎂合金表面預處理，得到干凈粗糙的鎂合金表面；S2、活化處理，將鎂合金置入含活化粒子的活化液溶液中，進行活化；S3、電氧化鈍化，再將鎂合金置入電氧化溶液，采用恒壓氧化的控制方法，在鎂合金表面形成鈍化膜。對鎂合金表面進行活化后，再通過電解的方式對活潑鎂合金表面電氧化鈍化，可牢固地將具有化學沉積活性的金屬粒子鑲嵌于鈍化膜中，采用先活化再電氧化形成一層具有活性的電氧化鈍化膜后再進行化學鍍鎳的工藝，克服鍍液對鎂合金基底的直接腐蝕而使鎂合金施鍍困難，適用于所有鎂合金基底材料，特別對高活性稀土鎂合金及鎂鋰合金基材的化學鍍鎳具有較好的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及表面處理技術領域，特別涉及一種鎂合金及其表面處理方法。

背景技術

鎂合金有許多獨特的優(yōu)點，如密度低、比強度和比剛度高，且阻尼性、切削性、鑄造性能優(yōu)越，在汽車工業(yè)、航天航空工業(yè)、電子工業(yè)上得到了日益廣泛的應用。雖然鎂原料豐富，在自然資源中處于第八位，但作為結構材料，其耐蝕性差制約了它更廣泛的使用。

目前，鎂合金的防腐措施主要有電鍍與化學鍍，化學轉化膜，有機涂層，氣相沉積，激光表面合金化，陽極氧化等。在工業(yè)上應用較多的是化學轉化膜和陽極氧化，陽極氧化是將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成一層氧化層的過程。鎂合金陽極氧化得到的氧化層一般由內層的致密層及阻擋層和外層的多孔層組成，厚度可達10-100μm，在一定程度上具有良好的耐蝕性。但由于氧化層存在較多且不小的孔洞，當其處于腐蝕介質中時，腐蝕介質很容易通過外層孔洞進入氧化層內部，而很薄的阻擋層無法長時間保護鎂合金基底，所以對陽極氧化層進行后處理以消除孔隙與缺陷是至關重要的程序。目前，對鎂合金陽極氧化層進行封孔處理的方法有沸水，硅烷，鉻酸鹽，硅酸鹽，磷酸鹽，溶膠-凝膠，金屬化學沉積，以及有機物封孔。其中有機物封孔能夠大大提高陽極氧化膜的耐蝕性，但是由于有機涂層的耐磨性以及耐熱性差，使其有一定的局限性。為了得到耐蝕性、結合力且耐磨耐熱性良好的產品，可以采用在陽極氧化膜上進行化學鍍鎳，從而能達到預期性能。

陽極氧化在外加電流的作用下會形成一層氧化膜。這一層氧化膜在鎂合金基材表面生成，具有隔斷鎂合金基底與腐蝕介質直接接觸的作用，在進行化學鍍鎳后，可以在其表面形成更加致密的金屬復合鍍層，能為鎂合金基底提供更有效的保護。陽極氧化所形成的氧化膜層能夠提高金屬表面硬度以及耐蝕性，是一種類似陶瓷結構的氧化層，屬于非活性基材，需要復雜的活化過程才能進行化學鍍鎳。電氧化鈍化與陽極氧化相似，也是在外加電流作用下，在金屬表面形成一層氧化膜的過程。一般的電氧化鈍化所形成的氧化膜層能夠提高金屬表面硬度以及耐蝕性，由較厚的內層緊密層和較薄的外層多孔層組成，厚度僅為1-5μm，與陽極氧化層一樣也無直接化學鍍鎳的活性。傳統(tǒng)的陽極氧化形成的非金屬氧化膜的無沉積活性表面，不能直接進行化學鍍鎳，而在非活性基材表面活化方法有氯化鈀敏化活化法和鈀膠活化法，催化性涂料活化、銀漿法、鉬錳法等傳統(tǒng)方法。但是這些方法都有較大的不足，比如鈀以及鈀化合物的價格較貴，且活化大多是在強酸性條件下進行，對于陽極氧化膜的破壞較大，催化性涂料活化其與化學鍍鎳的結合力不足，而銀漿法和鉬錳法耗能較大。再如CN 100545305C公開方案中就采用膠體鈀的活化工藝，氫氧化鈀膠體不穩(wěn)定，采用濕法和干法還原膠體鈀的方法，操作復雜，成本較高，且在pH為5-6的環(huán)境下對氧化層具有一定的損傷。目前，也有很多關于非鈀活化的專利，如CN 100342058 C專利中采用的是鎳粒子活化法，其將要活化的試片浸入到乙酸鎳的甲醇溶液中，后采用在常溫下利用硼氫化鈉還原鎳離子，使得試片表面附著一層鎳顆粒，產生對鎳的催化活性，但是此專利中的活化液不能重復使用，不夠穩(wěn)定，還原過程中容易產生鎳的聚沉，并且鍍層的結合力不夠好。部分文獻中報道的非鈀活化TiB₂活化，Ni納米顆粒活化，碘離子交換活化，銀納米粒子活化法等。相對于鈀活化，非鈀活化的方法成本低，能夠在非活性基材成功進行化學鍍鎳，但是活化方式比較復雜，工藝不穩(wěn)定，很難實現(xiàn)工業(yè)化。

發(fā)明內容