專利名稱：一種制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置，尤其涉及一種外加磁場的制備鎂合金 表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置。
背景技術(shù)：
鎂合金具有密度低，比強度、比剛度高等優(yōu)良性能及易于回收，被譽為21世紀綠 色工程材料。但是鎂合金的耐腐蝕性能較差，原因在于一方面在于鎂的標準電極電位是所 有結(jié)構(gòu)金屬中最低的，另一方面，鎂合金表面氧化膜呈多孔狀結(jié)構(gòu)，對鎂合金基體并無良好 的腐蝕防護作用，這極大限制了鎂合金的應用范圍。以化學方法在鎂合金表面上產(chǎn)生一層 與基體牢固結(jié)合的化合物轉(zhuǎn)化膜，可顯著提高鎂合金耐腐蝕性能。傳統(tǒng)的鎂合金化學轉(zhuǎn)化 處理技術(shù)主要采用含有鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理技術(shù)，但是鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理液含有高污染性化學物 質(zhì)Cr6+離子對環(huán)境有極大危害，此外；鉻酸鹽轉(zhuǎn)化技術(shù)所得的膜層存在大量微裂紋和孔 隙，耐蝕性能不理想，已成為制約轉(zhuǎn)化膜技術(shù)發(fā)展的瓶頸。因此，為保護環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)發(fā) 展，人們就一直不停尋求可替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化工藝的無鉻轉(zhuǎn)化技術(shù)。曾經(jīng)研究了磷酸鹽、磷酸 鹽-高錳酸鹽、鉬酸鹽、稀土及植酸等鎂合金轉(zhuǎn)化技術(shù)。但是都由于轉(zhuǎn)化膜層同樣存在著大 量微裂紋和孔隙，結(jié)合力差等缺點，難以滿足實際工程的需要?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)化處理裝置主要包含電源、處理槽、加熱裝置、溫控裝置和玻璃棒。轉(zhuǎn)化 處置過程如下對處理槽中處理液進行加熱，使用熱電偶等裝置對處理液的溫度進行控制， 并伴有不斷攪拌。使用這種現(xiàn)有裝置制備轉(zhuǎn)化膜的方法簡單實用、成本低，具有普遍性和通 用性。然而使用這種轉(zhuǎn)化處理裝置粒子的化學反應雜亂無章，不利于控制轉(zhuǎn)化膜的生成，轉(zhuǎn) 化膜的均勻性、致密性和化學特性較差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置。上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的一種制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置，其包括轉(zhuǎn)化處理槽、熱電偶、電加熱 器、溫度控制器，所述熱電偶與所述溫度控制器電連接，所述電加熱器和所述熱電偶位于所 述轉(zhuǎn)化處理槽中，并且所述溫度控制器根據(jù)所述熱電偶測得的溫度控制所述電加熱器，其 特征在于所述轉(zhuǎn)化處理槽外側(cè)設(shè)有產(chǎn)生磁場的磁場裝置。根據(jù)上述裝置，其特征在于，所述磁場的NS級垂直于所述轉(zhuǎn)化處理槽。根據(jù)上述裝置，其特征在于，所述磁場裝置由鐵芯和線圈組成，所述鐵芯和線圈環(huán) 繞在所述轉(zhuǎn)化處理槽周圍，并且所述鐵芯在所述線圈的外側(cè)。該裝置在外加磁場的作用下，由于磁場強度的作用，產(chǎn)生洛倫茲力，加速帶點粒子 的運動，加速了粒子的擴散，增加了界面之間粒子的流動，即加速了成膜反應的進行。而加 速的粒子進行規(guī)則性的運動方式，從而使得膜層更加致密，生成膜層的耐腐蝕性能更好。


圖1是本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實施例方式參見圖1，制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置包括轉(zhuǎn)化處理槽3、熱電偶5、電加 熱器6和溫度控制器7。熱電偶5和電加熱器6分別與溫度控制器7電連接，電加熱器6 和熱電偶5位于轉(zhuǎn)化處理槽3中，且溫度控制器7根據(jù)熱電偶5測得的溫度控制電加熱器 6升溫降溫。在轉(zhuǎn)化處理槽3的外側(cè)設(shè)有產(chǎn)生磁場的磁場裝置，磁場裝置由鐵芯1和線圈2 組成，鐵芯1和線圈2環(huán)繞在轉(zhuǎn)化處理槽周圍，高度與轉(zhuǎn)化處理槽3相當，且鐵芯1在線圈 2的外側(cè)。接入直流電后，磁場的方向處置與轉(zhuǎn)化處理槽3。制備鎂合金無鉻化學轉(zhuǎn)化膜的外加磁場作用化學轉(zhuǎn)化方法采用如下措施1.前處理工藝鎂合金在磁場作用化學轉(zhuǎn)化處理之前，必須進行前處理，前處理過程關(guān)系到轉(zhuǎn)化 膜層的均勻性，結(jié)合力和致密性等性能。在前處理過程中要達到清除鎂合金表面油脂等污 染物，為后續(xù)磁場作用下的化學轉(zhuǎn)化過程做準備。前處理過程為(1)脫脂處理對鎂合金表面的存在油污物用丙酮在20-40°C、超聲波5-10分鐘脫 脂清洗，以防止表面清洗不充分而化學轉(zhuǎn)化處理完成不充分。(2)堿洗處理采用堿洗進一步脫脂以及由于丙酮清洗表面而留下的殘留物。堿 洗液的具體組成為NaOH10g/L_150g/LNa2Si03 20g/L-200g/LNa3P04 15g/L-150g/L堿洗的工藝條件為溫度40-80°C，時間2-15分鐘，pH值8_12，在室溫20-40°C范圍內(nèi)對堿洗后的鎂合金進行漂洗。(3)烘干在25 °C烘箱中持續(xù)15min.2.無鉻化學轉(zhuǎn)化處理將鎂合金浸入無鉻化學處理液中，在外加磁場的作用下進行轉(zhuǎn)化處理。所用磁場 均為均勻磁場。(1)轉(zhuǎn)化液配方及處理工藝溶液配方為K3V04:15g/L-120g/L,MnC03:6g/L_20g/L，促進劑NaC1040. 5g/L_10g/L，成膜劑CaC034g/L_40g/L，處理液工藝參數(shù)為處理時間5_25分鐘處理溫度30-70°C
外加磁場藝參數(shù)為磁感應強度0. 1-2特斯拉磁場是影響電化學動力學的有效手段之一。磁流體力學效應作用于電極附近的擴 散層及粘滯層，能強化電極處的離子傳質(zhì)，改變離子的速度場。在外加磁場的條件下，Lorentz力引起的磁流體力學效應顯著地影響了電化學過 程。溶液中的離子流切割磁力線時會受到Lorentz力的作用；Lorentz力使離子作螺旋線 定向運動，從而起到了處理液的攪拌作用，而且使離子作定向加速運動。因此，電化學過程 中外加磁場具有可調(diào)節(jié)離子傳輸過程。
權(quán)利要求
一種制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置，其包括轉(zhuǎn)化處理槽、熱電偶、電加熱器、溫度控制器，所述熱電偶與所述溫度控制器電連接，所述電加熱器和所述熱電偶位于所述轉(zhuǎn)化處理槽中，并且所述溫度控制器根據(jù)所述熱電偶測得的溫度控制所述電加熱器，其特征在于所述轉(zhuǎn)化處理槽外側(cè)設(shè)有產(chǎn)生磁場的磁場裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁場的NS級垂直于所述轉(zhuǎn)化處理槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述磁場裝置由鐵芯和線圈組成，所述鐵 芯和線圈環(huán)繞在所述轉(zhuǎn)化處理槽周圍，并且所述鐵芯在所述線圈的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述磁場裝置接入的是直流電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備鎂合金表面轉(zhuǎn)化耐蝕膜層的裝置，其包括轉(zhuǎn)化處理槽、熱電偶、電加熱器、溫度控制器，所述熱電偶與所述溫度控制器電連接，所述電加熱器和所述熱電偶位于所述轉(zhuǎn)化處理槽中，并且所述溫度控制器根據(jù)所述熱電偶測得的溫度控制所述電加熱器，其特征在于所述轉(zhuǎn)化處理槽外側(cè)設(shè)有產(chǎn)生磁場的磁場裝置。該裝置在外加磁場的作用下，由于磁場強度的作用，產(chǎn)生洛倫茲力，加速帶點粒子的運動，加速了粒子的擴散，增加了界面之間粒子的流動，即加速了成膜反應的進行。而加速的粒子進行規(guī)則性的運動方式，從而使得膜層更加致密，生成膜層的耐腐蝕性能更好。
文檔編號C23C22/00GK101886257SQ20101021715
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者何廣平, 屈敏, 朱亮, 趙明 申請人:北方工業(yè)大學