專利名稱：一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及鎂合金表面處理，特別是一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液及其使用方法。
背景技術(shù)：
金屬表面鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化(鈍化)處理是一種傳統(tǒng)的加工工藝，近一個(gè)世紀(jì)來(lái)以其卓越的防腐和粘合性能而被廣泛應(yīng)用于功能性鍍層和裝飾性鍍層領(lǐng)域，如航天航空，電子， 汽車，制藥，印刷，機(jī)械，化工，食品加工和其他制造業(yè)。金屬表面化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)是描述通過(guò)移除金屬表面自然形成的氧化膜而在其表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成一個(gè)防腐性能更好和與有機(jī)涂層結(jié)合力更佳的新的氧化膜或其它化合物膜層的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。在所有轉(zhuǎn)化膜技術(shù)中，鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)由于轉(zhuǎn)化膜防腐性能佳、與有機(jī)涂層粘合性能好和技術(shù)方便經(jīng)濟(jì)有效，近百年來(lái)成為金屬表面腐蝕保護(hù)處理應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)之一，通常亦作為所有其它轉(zhuǎn)化膜技術(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于鉻酸鹽的致癌性，目前在金屬表面處理領(lǐng)域全世界正取消和禁止使用這種傳統(tǒng)的工藝處理技術(shù)。鎂合金作為常用輕金屬材料，具有密度小，比強(qiáng)度、比剛度高，彈性模量低，鑄造性能、電磁屏蔽性能好，易于回收等優(yōu)點(diǎn)。鎂在地球上的儲(chǔ)量極為豐富，作為一種新興結(jié)構(gòu)材料，其在汽車、電子通訊和航空航天等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。但與鋼鐵、鋁相比，鎂合金化學(xué)性質(zhì)活潑、化學(xué)穩(wěn)定性低、耐腐蝕性差。因此，鎂合金通常必須采用經(jīng)濟(jì)有效的鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法進(jìn)行處理，所形成的轉(zhuǎn)化膜，具有優(yōu)越的耐蝕性。目前，為了取代鎂合金表面鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝，人們提出了各種各樣的無(wú)鉻處理方法，包括磷酸鹽、高錳酸鹽-磷酸鹽、錫酸鹽、稀土、有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化處理方法等。 但是，這些方法都存在某些不足。例如，錫酸鹽處理方法存在環(huán)境污染、耐蝕性能一般的缺點(diǎn)；磷酸鹽處理方法存在水體富營(yíng)養(yǎng)化、耐蝕性能差的缺點(diǎn)；高錳酸鹽、稀土處理方法存在工藝操作不穩(wěn)定，有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化處理方法由于存在耐蝕性能差的缺點(diǎn)而無(wú)法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00810126263. 1和2008102018 . 0)分別公開(kāi)了一種對(duì)鎂合金表面進(jìn)行磷化處理的方法，其中，申請(qǐng)?zhí)?008101沈沈3. 1的處理流程如下活化 (35 0C 55°C)—調(diào)整(55°C 85°C )—化學(xué)轉(zhuǎn)化(35°C 55°C)。申請(qǐng)?zhí)?00810201854. 0 處理流程如下預(yù)脫脂、脫脂(55°C 65°C)—酸洗(45°C 55°C )—堿蝕(80°C 90°C)—化學(xué)轉(zhuǎn)化(18°C飛0°C)—烘干(120°C)。已公布的上述專利中處理過(guò)程需要升溫消耗大量能源， 且處理工藝復(fù)雜。申請(qǐng)?zhí)?00810126263. 1中化學(xué)轉(zhuǎn)化液包括磷酸、磷酸二氫鈣、硅酸鈉、鉬酸鈉、偏釩酸銨等；申請(qǐng)?zhí)?008102018 . 0中化學(xué)轉(zhuǎn)化液包括磷酸、磷酸二氫鈉、硝酸鈣、 苯磺酸鈉、偏釩酸銨。由此可見(jiàn)，兩個(gè)專利處理液都以磷酸鹽、磷酸二氫鹽為主鹽形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，通過(guò)加入偏釩酸鹽等其它輔助成膜劑來(lái)達(dá)到改善鎂合金耐腐蝕性的目的，但兩個(gè)專利都存在著廢液中磷酸根引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化污染以及廢水成分復(fù)雜、不易處置等問(wèn)題。美國(guó)專利7，964，030公開(kāi)了一種鎂合金轉(zhuǎn)化液的制備方法。該轉(zhuǎn)化液由偏釩酸鹽和多羥基芳香族化合物的水溶液組成。由于該轉(zhuǎn)化液中有機(jī)化合物參與成膜反應(yīng)，而有機(jī)轉(zhuǎn)化膜耐腐蝕性一般，鹽霧測(cè)試只達(dá)到目前8小時(shí)的工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，而且有機(jī)膜還存在老化等問(wèn)題。此外，該工藝采用100°C的高溫烘干有機(jī)膜，浪費(fèi)了大量能源。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有鎂合金表面致癌鉻酸鹽處理對(duì)環(huán)境污染大，而其它處理方法防腐效果差、工藝操作不穩(wěn)定、污染和能耗大的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種污染小、能耗少、處理工藝穩(wěn)定的鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜技術(shù)，在鎂合金表面形成耐蝕性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)化膜。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液，其特征在于，制得的該鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液是由偏釩酸酸根離子和氟硅酸酸根離子組成的水溶液，并用硝酸或硫酸調(diào)節(jié)鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液的PH值為0. 5 2. 5 ；所述的偏釩酸根離子摩爾濃度為3. 0X10_4mOl/L 3. 0X10_2mOl/L，所述的氟硅酸根離子摩爾濃度為3. OX 10_4mol/L 3. OX 10_2mol/L。所述的偏釩酸根離子為偏釩酸、偏釩酸鈉、偏釩酸鉀、偏釩酸銨其中的一種。所述的氟硅酸根離子為氟硅酸、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸鎂、氟硅酸銨其中的一種。上述鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液的使用方法，其特征在于，按下列步驟進(jìn)行
1)對(duì)鎂合金表面進(jìn)行除油、酸洗活化處理；
2)將活化處理后的鎂合金在常溫條件下，浸泡在鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液中反應(yīng)廣45 分鐘，即在鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1)本發(fā)明的鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液由于不含鉻酸鹽和磷酸鹽，因而大大減輕了生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染。雖然排放的廢水中含有氟化物，但相對(duì)于六價(jià)鉻和磷酸鹽，氟化物污染的程度相對(duì)較輕，其處置相對(duì)容易。三種污染物對(duì)環(huán)境的影響、處理方法和要求的對(duì)比如表1所示。、
表1三種污染物對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液，其特征在于，制得的該鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液是由偏釩酸根離子和氟硅酸根離子組成的水溶液，并用硝酸或硫酸調(diào)節(jié)該鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液的PH值為0. 5 2. 5 ；所述的偏釩酸根離子摩爾濃度為3. 0X10_4mOl/L 3. 0X10_2mOl/L，所述的氟硅酸根離子摩爾濃度為3. OX 10_4mol/L 3. OX 10_2mol/L。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液，其特征在于，所述的偏釩酸根離子來(lái)源于偏釩酸、偏釩酸鈉、偏釩酸鉀、偏釩酸銨其中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液，其特征在于，所述的氟硅酸根離子來(lái)源于氟硅酸、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸鎂、氟硅酸銨其中的一種或幾種。
4.權(quán)利要求1所述的鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液的使用方法，其特征在于，按下列步驟進(jìn)行1)對(duì)鎂合金表面進(jìn)行除油脫脂、酸洗活化預(yù)處理；2)將預(yù)處理后的鎂合金在常溫條件下，浸泡在鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液中反應(yīng)廣45分鐘，即在鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜。
5.如權(quán)利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述的步驟1)中的鎂合金表面預(yù)處理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的鎂合金表面除油脫脂、酸洗活化處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液及其使用方法，該鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液由偏釩酸根離子和氟硅酸根離子，并用硝酸或硫酸調(diào)節(jié)鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液的pH值為0.5~2.5組成；所述的偏釩酸根離子摩爾濃度為3.0×10-4mol/L~3.0×10-2mol/L，所述的氟硅酸根離子摩爾濃度為3.0×10-4mol/L~3.0×10-2mol/L。在常溫條件下，將除油脫脂、酸洗活化預(yù)處理后的鎂合金浸泡在鎂合金表面轉(zhuǎn)化成膜液中1~45分鐘，可在鎂合金表面形成色澤均勻和耐蝕性能優(yōu)異的轉(zhuǎn)化膜。該轉(zhuǎn)化成膜液和工藝流程簡(jiǎn)單、污染小、生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)C23C22/44GK102234798SQ20111021453
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者姜麗麗, 郭瑞光 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)