本發(fā)明涉及鎂合金表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種用于鎂合金表面處理的改性碳化硅納米線-稀土鹽轉(zhuǎn)化液及其使用方法。
背景技術(shù)：
：鎂合金是一種輕量化、高強(qiáng)度的金屬材料，同等強(qiáng)度的產(chǎn)品重量甚至可以比塑膠還要輕，其承受沖擊載荷的能力比鋁合金大，同時(shí)鎂合金還具有加工性能好、散熱快、抗震、防電磁波、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)在航空航天、3C產(chǎn)品、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，尤其是近年來3C產(chǎn)品逐漸向輕薄短小方向發(fā)展，使得高性能的鎂合金更受到制造商的青睞。雖然鎂合金具備上述優(yōu)點(diǎn)，但是由于鎂及其合金化學(xué)活性高，其氧化膜疏松多孔，導(dǎo)致材料表面抗腐蝕性能差，環(huán)境適應(yīng)性差，限制著鎂合金的使用。為了改善這些缺點(diǎn)，工業(yè)應(yīng)用中常采用表面防護(hù)技術(shù)對鎂合金進(jìn)行表面處理，其中化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是最快捷、有效、經(jīng)濟(jì)的一種處理方式，不僅可以提高合金抗腐蝕能力，還合金表面進(jìn)一步防護(hù)處理打下了良好的基礎(chǔ)。目前鎂合金常用的化學(xué)處理液主要有鉻酸鹽、高錳酸鹽、磷酸鹽、高錳酸鹽-磷酸鹽等溶液體系，其中鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜的工藝最為成熟，但是六價(jià)鉻是高致癌物質(zhì)，目前已禁止使用，其它類的處理液雖然在一定程度上更為環(huán)保，但是形成的轉(zhuǎn)化膜均存在耐腐蝕性較差、膜層易產(chǎn)生裂紋等問題，難以滿足工程需求。為了改善化學(xué)轉(zhuǎn)化膜存在的這些缺陷，研究者們通過在轉(zhuǎn)化液中添加納米粒子可以明顯的改善轉(zhuǎn)化膜的微觀結(jié)構(gòu)，如《納米硬質(zhì)相對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜微觀結(jié)構(gòu)的影響》一文的研究結(jié)果表明納米Al2O3、納米SiO2的添加可有效的提高轉(zhuǎn)化膜晶粒數(shù)量，提高轉(zhuǎn)化膜的致密度，獲得更高的耐蝕性，但是提高納米粉體在轉(zhuǎn)化液中的分散性仍是較難克服的問題，對工藝操作要求很高，應(yīng)用受限。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于鎂合金表面處理的改性碳化硅納米線-稀土鹽轉(zhuǎn)化液及其使用方法，利用碳化硅納米線的性能對傳統(tǒng)稀土鹽轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行改性增強(qiáng)，以使鎂合金獲得更為有效的防護(hù)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種用于鎂合金表面處理的改性碳化硅納米線-稀土鹽轉(zhuǎn)化液，該轉(zhuǎn)化液由以下重量份的原料配制而成：稀土鹽30-50、鉬酸鈉10-15、氟化鈉3-5、酒石酸2-3、碳化硅納米線0.1-0.2、硬脂酸0.1-0.5、十六烷基三甲基溴化銨0.4-0.5、無水乙醇10-15、消泡劑0.1-0.2、去離子水適量、冰醋酸適量。所述的稀土鹽為鑭、鈰、鐠、銣的氯鹽、硝酸鹽以及硫酸鹽中的一種或多種復(fù)混。所述的碳化硅納米線直徑為20-50nm，長度為10-50μm。所述的轉(zhuǎn)化液由以下步驟制備得到：（1）將稀土鹽與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（2）將鉬酸鈉與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（3）將氟化鈉與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（4）將酒石酸與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（5）將硬脂酸投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后加入碳化硅納米線，超聲分散1-2h后體系抽濾，濾物在40-50℃條件下真空干燥，得硬脂酸改性碳化硅納米線備用；（6）將十六烷基三甲基溴化銨與適量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解后加入步驟（5）制備的硬脂酸改性碳化硅納米線，攪拌分散20-30min，所得溶液備用；（7）將步驟（1）、（2）、（3）、（4）、（6）制備的溶液及其它剩余物料混合均勻后加入去離子水調(diào)節(jié)至體系中稀土鹽濃度為10-25g/L，再用冰醋酸調(diào)節(jié)體系pH值為3.5-4，即得所述的轉(zhuǎn)化液。所述的一種用于鎂合金表面處理的改性碳化硅納米線-稀土鹽轉(zhuǎn)化液的使用方法，包括以下步驟：（1）將鎂合金表面經(jīng)除油、水漂洗、酸侵蝕、水漂洗、堿活化、水漂洗等步驟后自然晾干備用；（2）將預(yù)處理后的鎂合金浸泡于溫度為65-70℃的改性碳化硅納米線-稀土鹽轉(zhuǎn)化液中反應(yīng)8-12min后取出，再用水沖洗工件，自然晾干即可。本發(fā)明制備的轉(zhuǎn)化液以稀土鹽為主成膜劑，佐以鉬酸鈉、酒石酸、氟化鈉等助劑，并在此基礎(chǔ)上加入了經(jīng)硬脂酸表面改性的碳化硅納米線，改性后的納米線在溶液中更易分散，從而獲得均勻穩(wěn)定的增強(qiáng)效果，其能顯著的提高稀土鹽轉(zhuǎn)化膜的抗腐蝕、耐磨性，同時(shí)還能提高膜層表面的疏水親油性，進(jìn)一步提高了鎂合金表面的潔凈度，與有機(jī)涂層的相容性更佳。具體實(shí)施方式一種用于鎂合金表面處理的改性碳化硅納米線稀土鹽轉(zhuǎn)化液，該轉(zhuǎn)化液由以下重量份的原料配制而成：硝酸鑭30、鉬酸鈉10、氟化鈉3、酒石酸2、碳化硅納米線0.1、硬脂酸0.1、十六烷基三甲基溴化銨0.4、無水乙醇10、消泡劑0.1、去離子水適量、冰醋酸適量。其中碳化硅納米線直徑為20nm，長度為10μm。該轉(zhuǎn)化液由以下步驟制備得到：（1）將硝酸鑭與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（2）將鉬酸鈉與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（3）將氟化鈉與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（4）將酒石酸與少量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解，所得溶液備用；（5）將硬脂酸投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后加入碳化硅納米線，超聲分散1h后體系抽濾，濾物在40℃條件下真空干燥，得硬脂酸改性碳化硅納米線備用；（6）將十六烷基三甲基溴化銨與適量的去離子水混合，攪拌使其完全溶解后加入步驟（5）制備的硬脂酸改性碳化硅納米線，攪拌分散20min，所得溶液備用；（7）將步驟（1）、（2）、（3）、（4）、（6）制備的溶液及其它剩余物料混合均勻后加入去離子水調(diào)節(jié)至體系中稀土鹽濃度為10g/L，再用冰醋酸調(diào)節(jié)體系pH值為3.5，即得所述的轉(zhuǎn)化液。該轉(zhuǎn)化液的使用方法包括以下步驟：（1）將鎂合金表面經(jīng)除油、水漂洗、酸侵蝕、水漂洗、堿活化、水漂洗等步驟后自然晾干備用；（2）將預(yù)處理后的鎂合金試樣浸泡于穩(wěn)定為65℃的改性碳化硅納米線稀土鹽轉(zhuǎn)化液中反應(yīng)12min后取出，再用水沖洗工件，自然晾干即可。對鎂合金試樣表面的轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果為：形貌:宏觀為灰白色，成膜均勻平整，微觀結(jié)果為立體網(wǎng)狀結(jié)果，有輕微裂紋，膜厚6.3μm。耐腐蝕性：將未經(jīng)處理的鎂合金基體與試樣分別鹽霧試驗(yàn)和濕熱試驗(yàn)，結(jié)果如下：項(xiàng)目鹽霧試驗(yàn)濕熱試驗(yàn)基體8h后全面腐蝕，產(chǎn)生大量腐蝕物24h后表面變色、出現(xiàn)大量氣泡試樣58h后表面出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)212h后表面輕微變色，少量氣泡當(dāng)前第1頁1 2 3