制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，包括濃度為0.5-45g/L的磷酸氫鈉、濃度為0.70-22g/L硝酸鈣、濃度為0.5-5.7g/L苯磺酸鈉、濃度為2-3g/L鉬酸鹽、濃度為0.05-5.50mL/L磷酸和濃度為1-7g/L氫氧化鈉。本發(fā)明還公開了運用該氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液的方法，依次包括脫脂、活化、表調(diào)和氧化步驟，并進一步公開了各步驟所用處理液、處理時間及溫度。本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，最終制得的耐腐蝕復(fù)合膜，外觀呈均勻灰白色，表面電阻介于10-50毫歐，漆膜附著力為0-1級，中性酸霧檢測等級可達9級，綜合性能優(yōu)異，運用前景廣闊。
【專利說明】制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鎂合金表面改性領(lǐng)域，涉及一種不含鉻的在鎂合金表面制備耐腐蝕復(fù)合膜的化學氧化液，本發(fā)明還涉及一種利用該氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金是最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yōu)點，在汽車、電子、電器、交通、航空航天等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)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(zhì)中腐蝕，極大的限制了鎂合金的推廣應(yīng)用；因此，有必要進行適當處理以提高鎂合金的耐腐蝕性能。
[0003]在眾多提高鎂合金表面耐腐蝕性能的技術(shù)中，化學轉(zhuǎn)化投入少，產(chǎn)率高，操作簡便的優(yōu)點，已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用。但是目前化學轉(zhuǎn)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(zhì)，隨著環(huán)保標準的提高，鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜工藝將逐步被取締。
[0004]有鑒于此，有必要開發(fā)一種無鉻轉(zhuǎn)化處理液和相應(yīng)的化學轉(zhuǎn)化成膜工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，本發(fā)明還提供一種利用該氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，所述氧化液含磷酸氫鈉、硝酸鈣、苯磺酸鈉、鑰酸鹽、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 ;鑰酸鹽濃度為2-3g/L ;磷酸濃度為0.05-5.50mL/L ;氫氧化鈉濃度為l_7g/L。
[0008]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液的優(yōu)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 ;鑰酸鹽濃度為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。
[0009]本發(fā)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(huán)保的優(yōu)點；本發(fā)明的氧化液不含稀土或貴金屬，原材料成本低。
[0010]運用所述氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，依次包括脫脂、活化、表調(diào)和氧化步驟。
[0011] 本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)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、0P-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，0P-10 濃度為 0.5-2mL/L。[0012]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的優(yōu)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。
[0013]本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，嚴格選用脫脂、活化、表調(diào)和氧化步驟所用溶液，最終可制得各項指標優(yōu)異的耐腐蝕復(fù)合膜，該膜的中性酸霧檢測等級可達9級以上。
[0014]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的另一種優(yōu)選，表調(diào)步驟所用表調(diào)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。
[0015]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，脫脂步驟時間為
5-7min，溫度為 60_65°C。
[0016]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，活化步驟時間為40-60s，溫度為 45—55°C。
[0017]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，表調(diào)步驟時間為
5-7min，溫度為 75— 85°C。
[0018]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，氧化步驟時間為
0.5-2min，溫度為 45— 55°C。
[0019]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，還包括水洗步驟，脫脂、活化、表調(diào)或化學氧化后的鎂合金經(jīng)水洗后進入后續(xù)工序。
[0020]作為本發(fā)明制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法的進一步優(yōu)選，還包括位于化學氧化后的干燥步驟，干燥溫度為80-120°C,時間為20-40min。
[0021]本發(fā)明進一步限定了脫脂、活化、表調(diào)、氧化和干燥步驟的工藝參數(shù)，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(zhì)的耐腐蝕復(fù)合膜具有重要作用。
【具體實施方式】
[0022]下面將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0023]以下實施例將公開一種制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，所述氧化液含磷酸氫鈉、硝酸鈣、苯磺酸鈉、鑰酸鹽、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 ;鑰酸鹽濃度為2_3g/L ;磷酸濃度為
0.05-5.50mL/L ;氫氧化鈉濃度為l_7g/L。
[0024]特別的，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 ;鑰酸鹽濃度為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。
[0025]實施例1:
[0026]本實施例制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，依次包括以下步驟:
[0027] (I)脫脂:本實施脫脂步驟所用脫脂液含碳酸鈉、磷酸三鈉、氫氧化鈉、0P-10，其中碳酸鈉濃度為14g/L，磷酸三鈉濃度為22g/L，氫氧化鈉濃度為7g/L，0P-10濃度為1.2mL/L0本實施例中，脫脂步驟時間為5min，溫度為63°C ；[0028](2)活化:對脫脂后的鎂合金進行活化處理:本實施所用活化液包括酒石酸、乳酸、苯磺酸鈉，其中酒石酸濃度為3.6g/L,乳酸濃度為5.5g/L,苯磺酸鈉濃度為3.6g/L ;本實施例活化液的pH為3.7 ;本實施活化步驟時間為50s，溫度為50°C。
[0029](3)表調(diào):表調(diào)活化后的鎂合金:本實施所用表調(diào)液包括氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈉，其中氫氧化鈉濃度為35g/L，亞硝酸鈉濃度為15g/L，硝酸鈉濃度為12.0g/L ;本實施例表調(diào)處理時間為6min，溫度為80°C。
[0030](4)氧化:對表調(diào)后的鎂合金進行化學氧化:本實施例所用氧化液含有磷酸氫鈉、硝酸鈣、苯磺酸鈉、鑰酸鹽、磷酸和氫氧化鈉，其中磷酸氫鈉濃度為15g/L，硝酸鹽濃度為10g/L，苯磺酸鹽濃度為3g/L，鑰酸鹽濃度為2.5g/L，磷酸濃度為2.5mL/L，氫氧化鈉濃度為
2.8g/L ;本實施例氧化步驟時間為1.2min，溫度為50°C。
[0031](5)干燥:在通風的環(huán)境中烘干氧化后的鎂合金，本實施例烘干溫度為10°C，時間為 30min。
[0032]需要說明的是，本實施例中，活化、表調(diào)、氧化、干燥步驟之前均包括水洗步驟，避免上一步驟的雜志對下一步驟的影響。
[0033]經(jīng)檢測，本實施例所得鎂合金性能如表1所示:
[0034]表1實施例1鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜性能指標
[0035]
【權(quán)利要求】
1.制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，其特征在于:所述氧化液含磷酸氫鈉、硝酸鈣、苯磺酸鈉、鑰酸鹽、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 ;鑰酸鹽濃度為2_3g/L ;磷酸濃度為0.05-5.50mL/L ;氫氧化鈉濃度為l_7g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的氧化液，其特征在于: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 ;鑰酸鹽濃度為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。
3.運用權(quán)利要求1-2任意一項所述氧化液制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:依次包括脫脂、活化、表調(diào)和氧化步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于: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-1O濃度為0.5_2mL/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于: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。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:表調(diào)步驟所用表調(diào)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:脫脂步驟時間為5-7min，溫度為60_65°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:活化步驟時間為40-60s，溫度為45— 55°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:表調(diào)步驟時間為5-7min，溫度為75— 85°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備鎂合金表面耐腐蝕復(fù)合膜的方法，其特征在于:氧化步驟時間為0.5-2min，溫度為45— 55°C。
【文檔編號】C23C22/42GK104005014SQ201410267132
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】賀東魁, 蔣斌, 曹建勇 申請人:重慶研鎂科技有限公司