專利名稱：一種鎂合金材料表面的防腐處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金材料表面的處理方法，尤其是涉及一種鎂合金材料表面的
防腐處理方法。
背景技術(shù)：
鎂是所有結(jié)構(gòu)用金屬及合金材料中密度最低的金屬元素，且其在地殼中含量豐 富、分布廣泛，其蘊(yùn)含量約占地球重量的2.35%。純的金屬鎂作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用很少，但 鎂合金是一種很好的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，同其他金屬結(jié)構(gòu)材料相比，具有許多優(yōu)良的物理和機(jī) 械性能，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性良好，能夠承受較大的沖擊震動(dòng)負(fù)荷，減 震性、電磁屏蔽和抗輻射能力強(qiáng)，易于切削加工、鑄造，再循環(huán)利用性能良好，能量衰減系數(shù) 大等許多優(yōu)良的特性，因此鎂合金材料被廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子、電器、交通、光學(xué)儀 器、通訊、醫(yī)療器械、航天、航空和國防軍事工業(yè)等領(lǐng)域，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的 應(yīng)用前景。 雖然鎂合金具有諸多的優(yōu)良性能，但是由于其極高的化學(xué)和電化學(xué)活性，在空氣
中或溶液中均會(huì)在其表面自然生成一層很薄的氧化膜，而該氧化膜疏松多孔，無法阻擋外
界腐蝕介質(zhì)的侵入，且鎂是一種電負(fù)性極強(qiáng)的金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位只有_2. 37V，這樣極易
導(dǎo)致鎂合金在潮濕、C02、 S02、 CI—的環(huán)境里發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，從而將極大地限制鎂合金在工
程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用；此外，鎂合金由于雜質(zhì)元素和合金元素的存在，還極易產(chǎn)生電偶腐蝕、
應(yīng)力腐蝕開裂以及腐蝕疲勞，大大限制了鎂合金在工業(yè)、軍工等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 鎂合金在酸性、中性和弱堿性溶液中都不耐腐蝕。在pH值大于11的堿性溶液中，
由于生成穩(wěn)定的鈍化膜，鎂合金是耐腐蝕的，但如果在堿溶液中存在氯離子時(shí)，使鎂合金表
面鈍態(tài)破壞，鎂合金也會(huì)被腐蝕。在海洋大氣中，鎂合金的腐蝕速度主要取決于到達(dá)鎂合金
表面的氯化物量及海洋大氣的濕度和降雨量等因素。 為使鎂合金應(yīng)用于不同的場合，經(jīng)常需要改變其表面狀態(tài)以提高耐蝕性、耐磨性、 可焊性、裝飾性等性能?，F(xiàn)有的鎂合金表面處理方法主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化、陽極氧化、微弧氧化、 金屬鍍層、有機(jī)涂層、熱噴涂鋁及氣相沉積等工藝方法，但對于解決鎂合金的防腐蝕問題均 需要在現(xiàn)有的鎂合金表面處理方法的基礎(chǔ)上增加其他的工藝方法，無形中致使鎂合金表面 的防腐處理工藝繁復(fù)，且操作工序繁多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠使鎂合金材料具有良好的防腐蝕性
能，且處理工藝簡單、操作方便及成本低廉的鎂合金材料表面的防腐處理方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種鎂合金材料表面的防腐處理
方法，處理工藝為除油一熱水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗
—活化一化學(xué)鍍鎳一電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷一第四次冷水洗一第一次烘干一噴涂環(huán)氧底漆一
噴涂面漆一第二次烘干成品，具體處理過程如下
①除油將待處理的鎂合金試樣置于已加熱的除油溶液中超聲除油10 15分鐘， 除油溶液的溫度為65°C 75°C ; ②熱水洗將超聲除油后的鎂合金試樣置于60°C 7(TC的熱水中震動(dòng)清洗1 2 分鐘； ③第一次冷水洗將熱水清洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1 2分 鐘； 酸洗將第一次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下置于酸洗溶液中酸洗1 1. 5 分鐘，酸洗過程中在酸洗溶液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面的氧化膜 層完全褪除； ⑤第二次冷水洗將酸洗后的鎂合金試樣置于冷水槽的冷水中震動(dòng)清洗1 2分 鐘； ⑥第三次冷水洗將第二次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1 2 分鐘； ⑦活化將第三次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下浸泡于活化液中，浸泡時(shí)間為 1 2分鐘，浸泡過程中在活化液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全活 化； ⑧化學(xué)鍍鎳將活化后的鎂合金試樣置于80°C 82°C的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化 學(xué)鍍鎳處理，以在鎂合金試樣的表面形成鎳鍍層，化學(xué)鍍鎳處理的時(shí)間為40 60分鐘，其 中將鎂合金試樣置于化學(xué)鍍鎳溶液后的1 2分鐘內(nèi)輕輕抖動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金 試樣的表面完全被化學(xué)鍍鎳溶液浸潤； ⑨電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷將化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣以密度為10A/dm2 16A/ dm2的沖擊電流帶電進(jìn)入60°C 65°C的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液中進(jìn)行電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處 理，以在鎳鍍層外形成鎳鎢磷鍍層，在化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣進(jìn)入電鍍非晶態(tài)鎳鎢 磷溶液后經(jīng)0. 5 1分鐘后將沖擊電流的密度調(diào)至5A/dm2 8A/dm2，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處 理的時(shí)間為30 60分鐘； ⑩第四次冷水洗將電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理后的鎂合金試樣在純凈的去離子水中 漂洗5 7分鐘； (Q)第一次烘干將漂洗后的鎂合金試樣置于190°C 20(TC的烘箱內(nèi)烘烤90 120 分鐘進(jìn)行去氫并烘干； O噴涂環(huán)氧底漆采用空氣噴涂的方式，在第一次烘干后的鎂合金試樣的鎳鎢磷 鍍層上噴涂一層環(huán)氧底漆，表干后的環(huán)氧底漆的厚度為13 17微米； 噴涂面漆采用空氣噴涂的方式，在表干后的環(huán)氧底漆上噴涂一層面漆，室溫下 陰干，陰干時(shí)間為30 50分鐘，陰干后的面漆的厚度小于20微米； Q)第二次烘干成品將陰干后的鎂合金試樣置于10(TC 12(TC的烘箱內(nèi)烘烤 210 240分鐘進(jìn)行烘干，烘干后取出冷卻成品。 所述的除油溶液的配制過程為取Na0H、 Na2C03兩種組分，各組分的濃度分別為 Na0H 15g/L 25g/L、Na2C03 25g/L 35g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合， 配制得到除油溶液。 所述的酸洗溶液的配制過程為取Cr03、NaF兩種組分，各組分的濃度分別為Cr03145g/L 155g/L、NaF 4g/L 6g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得 到酸洗溶液。 所述的活化液的主要成分為HF，其濃度為385ml/L，將HF按濃度溶于去離子水中， 配制得到活化液。 所述的化學(xué)鍍鎳溶液的配制過程為取Ni (CH3C00) 2 4H20、 HF、 C6H807 H20、 C3H603、 NH4HF2和NaH2P02六種組分，各組分的濃度分別為Ni (CH3C00) 2 4H2030 80g/L、 HF 10 25ml/L、C6H807 *H20 8 20g/L、C3H603 5 25ml/L、NH4HF210 35g/L和NaH2P02 20 60g/ L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中NaH2P02組分最后溶于去離子水中；在 混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的ra值至5 7，配制得到化學(xué)鍍鎳溶液。
所述的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液的配制過程為取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W04和 (NH4)2HC6H507四種組分，各組分的濃度分別為NiS04 6H20 40 70g/L、 HP0325 65g/L、 Na2W04 30 80g/L和(NH4)2HC6H507 60 95g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混 合，其中Na2W04組分最后溶于去離子水中；在混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液 的ra值至6 6. 5，配制得到電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液。 所述的環(huán)氧底漆的型號為H52-86，其是中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn) 的一種含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧漆。 所述的面漆的型號為HS70-1，其是中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一 種丙烯酸聚氨酯涂料。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于先通過酸洗將鎂合金材料表面的氧化膜層完 全褪除，再通過化學(xué)鍍鎳、電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷、噴涂環(huán)氧底漆及噴涂面漆等工序，在鎂合金 材料表面形成防腐蝕處理層，尤其是噴涂的環(huán)氧底漆為含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧涂料，這 種環(huán)氧涂料既消除了處理后的鎂合金材料的表面存在的少量針孔，可有效防止腐蝕介質(zhì)穿 透至鎂合金材料基體，同時(shí)又由于該環(huán)氧底漆中含有電位低于鎳鎢磷及鎳的金屬粉存在， 會(huì)優(yōu)先于鎳鎢磷鍍層及鎳鍍層發(fā)生腐蝕，有效保證了鎂合金材料具有良好的耐腐蝕性能， 同時(shí)簡化了處理工序，并降低了對環(huán)境的污染及對操作人員的人身傷害。此外，本發(fā)明方法 工藝簡單、操作方便、成本低廉。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一 選用AZ91D鎂合金作為試樣進(jìn)行鎂合金材料表面的防腐處理，處理工藝為除油 —熱水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化學(xué)鍍鎳一電 鍍非晶態(tài)鎳鎢磷一第四次冷水洗一第一次烘干一噴涂環(huán)氧底漆一噴涂面漆一第二次烘干
成品o 鎂合金材料表面的防腐處理的具體過程如下 ①除油將待處理的AZ91D鎂合金試樣置于已加熱的除油溶液中超聲除油10分 鐘，超聲除油過程中保持除油溶液的溫度為65°C。 在此具體實(shí)施例中，除油溶液的配制過程為取NaOH、 Na2C03兩種組分，各組分的 濃度分別為NaOH 15g/L、Na2C03 25g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配
6制得到除油溶液。
②熱水洗將超聲除油后的鎂合金試樣置于6(TC的熱水中震動(dòng)清洗1分鐘。
③第一次冷水洗將熱水清洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1分鐘。
酸洗將第一次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下置于酸洗溶液中酸洗1分鐘， 酸洗過程中在酸洗溶液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面的氧化膜層完全 褪除，這樣可獲得腐蝕均勻的新鮮表面層。 在此具體實(shí)施例中，酸洗溶液的配制過程為取CrOyNaF兩種組分，各組分的濃度 分別為Cr03 145g/L和NaF 4g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。 ⑤第二次冷水洗將酸洗后的鎂合金試樣置于冷水槽的冷水中震動(dòng)清洗1分鐘。 該次冷水洗在冷水槽中進(jìn)行的目的是為了將附著在鎂合金試樣上的酸洗溶液溶于冷水中， 再將溶有酸洗溶液的冷水進(jìn)行回收，能夠有效降低對環(huán)境的污染。 ⑥第三次冷水洗將第二次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1分 鐘。 ⑦活化將第三次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下浸泡于活化液中，浸泡時(shí)間為 2分鐘，浸泡過程中在活化液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全活化。
在此具體實(shí)施例中，活化液的主要成分為HF(40X )，其濃度為385ml/L，將HF按濃 度溶于去離子水中，配制得到活化液。 ⑧化學(xué)鍍鎳將活化后的鎂合金試樣置于8(TC的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳 處理，以在鎂合金試樣的表面形成鎳鍍層，化學(xué)鍍鎳處理的時(shí)間為60分鐘，其中將鎂合金 試樣置于化學(xué)鍍鎳溶液后的2分鐘內(nèi)輕輕抖動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全 被化學(xué)鍍鎳溶液浸潤。 在此具體實(shí)施例中，化學(xué)鍍鎳溶液的配制過程為取Ni (CH3COO) 2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六種組分，各組分的濃度分別為Ni (CH3COO) 2 *4H20 35g/ L、HF(40% )12ml/L、C6H807 H20 8g/L、 C3H603 6ml/L、 NH4HF2 10g/L和NaH2P02 2 5g/L ;將各 組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中NaH2P02組分最后溶于去離子水中；在混合溶 液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的ra值至6，配制得到化學(xué)鍍鎳溶液。
⑨電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷將化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣以密度為10A/dm2的沖擊 電流帶電進(jìn)入6(TC的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液中進(jìn)行電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理，以在鎳鍍層外 形成鎳鎢磷鍍層，在化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣進(jìn)入電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液后經(jīng)1分鐘 后將沖擊電流的密度調(diào)至5A/dm2，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理的時(shí)間為30分鐘。
在此具體實(shí)施例中，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液的配制過程為取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (NH4)2HC6Hs07四種組分，各組分的濃度分別為NiS04 *6H20 45g/L、HP0325g/L、Na2W04 30g/L和(NH4)2HC6H507 60g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中Na2W04組 分最后溶于去離子水中；在混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的HI值至6，配制 得到電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液。 ⑩第四次冷水洗將電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理后的鎂合金試樣在純凈的去離子水中 漂洗5分鐘。 (Q)第一次烘干將漂洗后的鎂合金試樣置于20(TC的烘箱內(nèi)烘烤120分鐘，達(dá)到去氫和烘干的目的。
噴涂環(huán)氧底漆采用空氣噴涂的方式，在第一次烘干后的鎂合金試樣的鎳鎢磷 鍍層上噴涂一層環(huán)氧底漆，表干后的環(huán)氧底漆的厚度約為13微米。 在此具體實(shí)施例中，環(huán)氧底漆采用型號為H52-86的環(huán)氧底漆，H52-86環(huán)氧底漆是 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧漆，H52-86環(huán)氧 底漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為涂層附著力為1級，柔韌性lmm，沖 擊性為50cm。 (Q噴涂面漆采用空氣噴涂的方式，在表干后的環(huán)氧底漆上噴涂一薄層面漆，室溫
下陰干，陰干時(shí)間為40分鐘，陰干后的面漆的厚度控制在20微米以下。 在此具體實(shí)施例中，面漆采用型號為HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中國兵器工業(yè)
集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種丙烯酸聚氨酯涂料，在已噴涂H52-86環(huán)氧底漆的試樣
表面進(jìn)行噴涂。TS70-1面漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為作為配套
涂層其附著力不大于3級，柔韌性不大于3mm，沖擊性為30cm。 上述的環(huán)氧底漆與面漆配套使用具有更優(yōu)良的耐蝕性能。 O第二次烘干成品將陰干后的鎂合金試樣置于IO(TC的烘箱內(nèi)烘烤240分鐘進(jìn) 行烘干，烘干后取出冷卻成品。 對經(jīng)上述防腐處理后的鎂合金試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將防腐處理后的鎂合金試樣經(jīng)600 小時(shí)中性鹽霧腐蝕，實(shí)驗(yàn)600小時(shí)鎂合金試樣的表面基本無異樣，由鎳鍍層、鎳鎢磷鍍層、 再噴涂環(huán)氧底漆和面漆后形成的防腐蝕處理層顯微硬度達(dá)到590HV0. 05，可滿足不同的色 澤要求。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法是可行有效的，極大地增強(qiáng)了鎂合金材料的防腐蝕性能。
實(shí)施例二 選用AZ91D鎂合金作為試樣進(jìn)行鎂合金材料表面的防腐處理，處理工藝為除油 —熱水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化學(xué)鍍鎳一電 鍍非晶態(tài)鎳鎢磷一第四次冷水洗一第一次烘干一噴涂環(huán)氧底漆一噴涂面漆一第二次烘干
成品o 鎂合金材料表面的防腐處理的具體過程如下 ①除油將待處理的AZ91D鎂合金試樣置于已加熱的除油溶液中超聲除油15分 鐘，超聲除油過程中保持除油溶液的溫度為75°C。 在此具體實(shí)施例中，除油溶液的配制過程為取NaOH、 Na2C03兩種組分，各組分的 濃度分別為NaOH 25g/L、Na2C03 35g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配 制得到除油溶液。 ②熱水洗將超聲除油后的鎂合金試樣置于6(TC的熱水中震動(dòng)清洗2分鐘。
③第一次冷水洗將熱水清洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗2分鐘。
酸洗將第一次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下置于酸洗溶液中酸洗1. 5分 鐘，酸洗過程中在酸洗溶液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面的氧化膜層 完全褪除，這樣可獲得腐蝕均勻的新鮮表面層。 在此具體實(shí)施例中，酸洗溶液的配制過程為取CrOyNaF兩種組分，各組分的濃度 分別為Cr03 155g/L和NaF 6g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。
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⑤第二次冷水洗將酸洗后的鎂合金試樣置于冷水槽的冷水中震動(dòng)清洗2分鐘。 該次冷水洗在冷水槽中進(jìn)行的目的是為了將附著在鎂合金試樣上的酸洗溶液溶于冷水中， 再將溶有酸洗溶液的冷水進(jìn)行回收，能夠有效降低對環(huán)境的污染。 ⑥第三次冷水洗將第二次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗2分 鐘。 ⑦活化將第三次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下浸泡于活化液中，浸泡時(shí)間為 1分鐘，浸泡過程中在活化液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全活化。
在此具體實(shí)施例中，活化液的主要成分為HF(40X )，其濃度為385ml/L，將HF按濃 度溶于去離子水中，配制得到活化液。 ⑧化學(xué)鍍鎳將活化后的鎂合金試樣置于82t:的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳 處理，以在鎂合金試樣的表面形成鎳鍍層，化學(xué)鍍鎳處理的時(shí)間為45分鐘，其中將鎂合金 試樣置于化學(xué)鍍鎳溶液后的1分鐘內(nèi)輕輕抖動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全 被化學(xué)鍍鎳溶液浸潤。 在此具體實(shí)施例中，化學(xué)鍍鎳溶液的配制過程為取Ni(CH3C00)2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六種組分，各組分的濃度分別為Ni (CH3C00) 2 *4H20 80g/ L、HF(40% ) 18ml/L、C6H807 *H20 20g/L、C3H603 25ml/L、 NH4HF235g/L和NaH2P02 5 5g/L ;將各 組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中NaH2P02組分最后溶于去離子水中；在混合溶 液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的ra值至7，配制得到化學(xué)鍍鎳溶液。
⑨電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷將化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣以密度為16A/dm2的沖擊 電流帶電進(jìn)入65t:的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液中進(jìn)行電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理，以在鎳鍍層外 形成鎳鎢磷鍍層，在化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣進(jìn)入電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液后經(jīng)0. 5分 鐘后將沖擊電流的密度調(diào)至8A/dm2，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理的時(shí)間為60分鐘。
在此具體實(shí)施例中，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液的配制過程為取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (NH4)2HC6Hs07四種組分，各組分的濃度分別為NiS04 *6H20 70g/L、HP0335g/L、Na2W04 50g/L和(NH4)2HC6H507 90g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中Na2W04組 分最后溶于去離子水中；在混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的HI值至6. 5，配 制得到電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液。 ⑩第四次冷水洗將電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理后的鎂合金試樣在純凈的去離子水中 漂洗7分鐘。 O第一次烘干將漂洗后的鎂合金試樣置于19(TC的烘箱內(nèi)烘烤100分鐘，達(dá)到去 氫和烘干的目的。
噴涂環(huán)氧底漆采用空氣噴涂的方式，在第一次烘干后的鎂合金試樣的鎳鎢磷 鍍層上噴涂一層環(huán)氧底漆，表干后的環(huán)氧底漆的厚度約為17微米。 在此具體實(shí)施例中，環(huán)氧底漆采用型號為H52-86的環(huán)氧底漆，H52-86環(huán)氧底漆是 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧漆，H52-86環(huán)氧 底漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為涂層附著力為1級，柔韌性lmm，沖 擊性為50cm。
噴涂面漆采用空氣噴涂的方式，在表干后的環(huán)氧底漆上噴涂一薄層面漆，室溫 下陰干，陰干時(shí)間為30分鐘，陰干后的面漆的厚度控制在20微米以下。
在此具體實(shí)施例中，面漆采用型號為HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中國兵器工業(yè) 集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種丙烯酸聚氨酯涂料，在已噴涂H52-86環(huán)氧底漆的試樣 表面進(jìn)行噴涂。TS70-1面漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為作為配套 涂層其附著力不大于3級，柔韌性不大于3mm，沖擊性為30cm。
上述的環(huán)氧底漆與面漆配套使用具有更優(yōu)良的耐蝕性能。 O第二次烘干成品將陰干后的鎂合金試樣置于12(TC的烘箱內(nèi)烘烤210分鐘進(jìn) 行烘干，烘干后取出冷卻成品。 對經(jīng)上述防腐處理后的鎂合金試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將防腐處理后的鎂合金試樣經(jīng)528 小時(shí)中性鹽霧腐蝕，實(shí)驗(yàn)528小時(shí)鎂合金試樣的表面基本無異樣，由鎳鍍層、鎳鎢磷鍍層、 再噴涂環(huán)氧底漆和面漆后形成的防腐蝕處理層顯微硬度達(dá)到573HV0. 05，可滿足不同的色 澤要求。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法是可行有效的，極大地增強(qiáng)了鎂合金材料的防腐蝕性能。
實(shí)施例三 選用AZ91D鎂合金作為試樣進(jìn)行鎂合金材料表面的防腐處理，處理工藝為除油 —熱水洗一第一次冷水洗一酸洗一第二次冷水洗一第三次冷水洗一活化一化學(xué)鍍鎳一電 鍍非晶態(tài)鎳鎢磷一第四次冷水洗一第一次烘干一噴涂環(huán)氧底漆一噴涂面漆一第二次烘干
成品o 鎂合金材料表面的防腐處理的具體過程如下 ①除油將待處理的AZ91D鎂合金試樣置于已加熱的除油溶液中超聲除油12分 鐘，超聲除油過程中保持除油溶液的溫度為70°C。 在此具體實(shí)施例中，除油溶液的配制過程為取NaOH、 Na2C03兩種組分，各組分的 濃度分別為NaOH 20g/L、Na2C03 30g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配 制得到除油溶液。 ②熱水洗將超聲除油后的鎂合金試樣置于6(TC的熱水中震動(dòng)清洗1. 5分鐘。
③第一次冷水洗將熱水清洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1. 5分鐘。
酸洗將第一次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下置于酸洗溶液中酸洗1分鐘， 酸洗過程中在酸洗溶液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面的氧化膜層完全 褪除，這樣可獲得腐蝕均勻的新鮮表面層。 在此具體實(shí)施例中，酸洗溶液的配制過程為取CrOyNaF兩種組分，各組分的濃度 分別為Cr03 150g/L和NaF 5g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得到 酸洗溶液。 ⑤第二次冷水洗將酸洗后的鎂合金試樣置于冷水槽的冷水中震動(dòng)清洗1. 5分 鐘。該次冷水洗在冷水槽中進(jìn)行的目的是為了將附著在鎂合金試樣上的酸洗溶液溶于冷水 中，再將溶有酸洗溶液的冷水進(jìn)行回收，能夠有效降低對環(huán)境的污染。 ⑥第三次冷水洗將第二次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1. 5分 鐘。 ⑦活化將第三次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下浸泡于活化液中，浸泡時(shí)間為 1. 5分鐘，浸泡過程中在活化液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全活 化。 在此具體實(shí)施例中，活化液的主要成分為HF(40X )，其濃度為385ml/L，將HF按濃
10度溶于去離子水中，配制得到活化液。 ⑧化學(xué)鍍鎳將活化后的鎂合金試樣置于8(TC的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳 處理，以在鎂合金試樣的表面形成鎳鍍層，化學(xué)鍍鎳處理的時(shí)間為50分鐘，其中將鎂合金 試樣置于化學(xué)鍍鎳溶液后的1. 5分鐘內(nèi)輕輕抖動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完 全被化學(xué)鍍鎳溶液浸潤。 在此具體實(shí)施例中，化學(xué)鍍鎳溶液的配制過程為取Ni (CH3C00) 2 4H20、 HF、 C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六種組分，各組分的濃度分別為Ni (CH3C00) 2 *4H20 65g/ L、 HF(40% ) 18ml/L、 C6H807 H20 15g/L、 C3H603 20ml/L、 NH4HF2 25g/L和NaH2P02 45g/L ;將 各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中NaH2P02組分最后溶于去離子水中；在混合 溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的ra值至7，配制得到化學(xué)鍍鎳溶液。
⑨電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷將化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣以密度為12A/dm2的沖擊 電流帶電進(jìn)入6(TC的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液中進(jìn)行電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理，以在鎳鍍層外 形成鎳鎢磷鍍層，在化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣進(jìn)入電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液后經(jīng)1分鐘 后將沖擊電流的密度調(diào)至6A/dm2，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理的時(shí)間為30分鐘。
在此具體實(shí)施例中，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液的配制過程為取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W0jP (朋4)211(:611507四種組分，各組分的濃度分別為附504 *6H20 60g/L、HP0350g/L、Na2W04 70g/L和(NH4)2HC6H507 85g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中Na2W04組 分最后溶于去離子水中；在混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的HI值至6，配制 得到電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液。 ⑩第四次冷水洗將電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理后的鎂合金試樣在純凈的去離子水中 漂洗6分鐘。 0第一次烘干將漂洗后的鎂合金試樣置于20(TC的烘箱內(nèi)烘烤110分鐘，達(dá)到去 氫和烘干的目的。 O噴涂環(huán)氧底漆采用空氣噴涂的方式，在第一次烘干后的鎂合金試樣的鎳鎢磷 鍍層上噴涂一層環(huán)氧底漆，表干后的環(huán)氧底漆的厚度約為15微米。 在此具體實(shí)施例中，環(huán)氧底漆采用型號為H52-86的環(huán)氧底漆，H52-86環(huán)氧底漆是 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧漆，H52-86環(huán)氧 底漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為涂層附著力為1級，柔韌性lmm，沖 擊性為50cm。 O噴涂面漆采用空氣噴涂的方式，在表干后的環(huán)氧底漆上噴涂一薄層面漆，室溫
下陰干，陰干時(shí)間為50分鐘，陰干后的面漆的厚度控制在20微米以下。 在此具體實(shí)施例中，面漆采用型號為HS70-1的面漆，TS70-1面漆是中國兵器工業(yè)
集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種丙烯酸聚氨酯涂料，在已噴涂H52-86環(huán)氧底漆的試樣
表面進(jìn)行噴涂。TS70-1面漆主要用于進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性能，其性能為作為配套
涂層其附著力不大于3級，柔韌性不大于3mm，沖擊性為30cm。 上述的環(huán)氧底漆與面漆配套使用具有更優(yōu)良的耐蝕性能。 O第二次烘干成品將陰干后的鎂合金試樣置于12(TC的烘箱內(nèi)烘烤240分鐘進(jìn) 行烘干，烘干后取出冷卻成品。 對經(jīng)上述防腐處理后的鎂合金試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將防腐處理后的鎂合金試樣經(jīng)552
11小時(shí)中性鹽霧腐蝕，實(shí)驗(yàn)552小時(shí)鎂合金試樣的表面基本無異樣，由鎳鍍層、鎳鎢磷鍍層、 再噴涂環(huán)氧底漆和面漆后形成的防腐蝕處理層顯微硬度達(dá)到605HV0. 05，可滿足不同的色 澤要求。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法是可行有效的，極大地增強(qiáng)了鎂合金材料的防腐蝕性能。
權(quán)利要求
一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于處理工藝為除油→熱水洗→第一次冷水洗→酸洗→第二次冷水洗→第三次冷水洗→活化→化學(xué)鍍鎳→電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷→第四次冷水洗→第一次烘干→噴涂環(huán)氧底漆→噴涂面漆→第二次烘干成品，具體處理過程如下①除油將待處理的鎂合金試樣置于已加熱的除油溶液中超聲除油10～15分鐘，除油溶液的溫度為65℃～75℃；②熱水洗將超聲除油后的鎂合金試樣置于60℃～70℃的熱水中震動(dòng)清洗1～2分鐘；③第一次冷水洗將熱水清洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1～2分鐘；④酸洗將第一次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下置于酸洗溶液中酸洗1～1.5分鐘，酸洗過程中在酸洗溶液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面的氧化膜層完全褪除；⑤第二次冷水洗將酸洗后的鎂合金試樣置于冷水槽的冷水中震動(dòng)清洗1～2分鐘；⑥第三次冷水洗將第二次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下以流動(dòng)水沖洗1～2分鐘；⑦活化將第三次冷水洗后的鎂合金試樣在室溫下浸泡于活化液中，浸泡時(shí)間為1～2分鐘，浸泡過程中在活化液中緩慢移動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全活化；⑧化學(xué)鍍鎳將活化后的鎂合金試樣置于80℃～82℃的化學(xué)鍍鎳溶液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳處理，以在鎂合金試樣的表面形成鎳鍍層，化學(xué)鍍鎳處理的時(shí)間為40～60分鐘，其中將鎂合金試樣置于化學(xué)鍍鎳溶液后的1～2分鐘內(nèi)輕輕抖動(dòng)鎂合金試樣，以確保鎂合金試樣的表面完全被化學(xué)鍍鎳溶液浸潤；⑨電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷將化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣以密度為10A/dm2～16A/dm2的沖擊電流帶電進(jìn)入60℃～65℃的電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液中進(jìn)行電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理，以在鎳鍍層外形成鎳鎢磷鍍層，在化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣進(jìn)入電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液后經(jīng)0.5～1分鐘后將沖擊電流的密度調(diào)至5A/dm2～8A/dm2，電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理的時(shí)間為30～60分鐘；⑩第四次冷水洗將電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷處理后的鎂合金試樣在純凈的去離子水中漂洗5～7分鐘；第一次烘干將漂洗后的鎂合金試樣置于190℃～200℃的烘箱內(nèi)烘烤90～120分鐘進(jìn)行去氫并烘干；噴涂環(huán)氧底漆采用空氣噴涂的方式，在第一次烘干后的鎂合金試樣的鎳鎢磷鍍層上噴涂一層環(huán)氧底漆，表干后的環(huán)氧底漆的厚度為13～17微米；噴涂面漆采用空氣噴涂的方式，在表干后的環(huán)氧底漆上噴涂一層面漆，室溫下陰干，陰干時(shí)間為30～50分鐘，陰干后的面漆的厚度小于20微米；第二次烘干成品將陰干后的鎂合金試樣置于100℃～120℃的烘箱內(nèi)烘烤210～240分鐘進(jìn)行烘干，烘干后取出冷卻成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的除 油溶液的配制過程為取NaOH、 Na2C03兩種組分，各組分的濃度分別為Na0H15g/L 25g/ L、 Na2C03 25g/L 35g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得到除油溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所 述的酸洗溶液的配制過程為取003、 NaF兩種組分，各組分的濃度分別為Cr03145g/L 155g/L、 NaF 4g/L 6g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，配制得到酸洗溶 液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的活 化液的主要成分為HF，其濃度為385ml/L，將HF按濃度溶于去離子水中，配制得到活化液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的化 學(xué)鍍鎳溶液的配制過程為取Ni (CH3C00)2 *4H20、HF、C6H807 *H20、C3H603、NH4HF2和NaH2P02六 種組分，各組分的濃度分別為Ni (CH3C00)2 4H20 30 80g/L、HF 10 25ml/L、 C6H807 H20 8 20g/L、 C3H603 5 25ml/L、 NH4HF2 10 35g/L和NaH2P02 20 60g/L ;將各組分按濃 度分別溶于去離子水中并混合，其中NaH2P02組分最后溶于去離子水中；在混合溶液中加入 適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的ra值至5 7，配制得到化學(xué)鍍鎳溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的電 鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液的配制過程為取NiS04 6H20、 HP03、 Na2W04和(NH4)2HC6H507四種組 分，各組分的濃度分別為NiS04 *6H20 40 70g/L、HP03 25 65g/L、Na2W04 30 80g/L和 (NH4) 2HC6H507 60 95g/L ;將各組分按濃度分別溶于去離子水中并混合，其中Na2W04組分最 后溶于去離子水中；在混合溶液中加入適量NH3 H20調(diào)節(jié)混合溶液的HI值至6 6. 5，配 制得到電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷溶液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的環(huán) 氧底漆的型號為H52-86，其是中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種含超細(xì)片狀 金屬粉的環(huán)氧漆。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，其特征在于所述的面 漆的型號為HS70-1，其是中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第五二研究所生產(chǎn)的一種丙烯酸聚氨酯涂 料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金材料表面的防腐處理方法，該方法先通過酸洗將鎂合金材料表面的氧化膜層完全褪除，再通過化學(xué)鍍鎳、電鍍非晶態(tài)鎳鎢磷、噴涂環(huán)氧底漆及噴涂面漆等工序，在鎂合金材料表面形成防腐蝕處理層，尤其是噴涂的環(huán)氧底漆為含超細(xì)片狀金屬粉的環(huán)氧涂料，這種環(huán)氧涂料既消除了處理后的鎂合金材料的表面存在的少量針孔，可有效防止腐蝕介質(zhì)穿透至鎂合金材料基體，同時(shí)又由于該環(huán)氧底漆中含有電位低于鎳鎢磷及鎳的金屬粉存在，會(huì)優(yōu)先于鎳鎢磷鍍層及鎳鍍層發(fā)生腐蝕，有效保證了鎂合金材料具有良好的耐腐蝕性能，同時(shí)簡化了處理工序，并降低了對環(huán)境的污染及對操作人員的人身傷害；本發(fā)明方法工藝簡單、操作方便、成本低廉。
文檔編號C23G1/02GK101696500SQ20091015407
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者倪楊, 呂緋, 易更, 朱利萍, 鄭順奇, 魯闖 申請人:寧波耐特鎂業(yè)科技發(fā)展有限公司;鄭順奇;