鎂合金微弧電泳複合表面處理方法
2023-10-05 20:40:14 3
專利名稱：鎂合金微弧電泳複合表面處理方法
技術領域：
本發明涉及鎂合金材料的表面處理方法，具體涉及使用微弧氧化及電泳的複合工藝對鎂合金材料進行表面處理的方法。
背景技術：
近年來，鎂合金作為一種具有獨特性能的輕質材料，受到很多行業的認可和重視，但鎂合金耐蝕性差成為制約其發展的重要因素，其必須經過一定的表面處理提高耐蝕性，才能滿足某些領域的實際需要。
目前常見的鎂合金表面處理方法有陽極氧化、鉻化處理、微弧氧化、磷化後電泳等。陽極氧化、鉻化處理後的鎂合金經鹽霧試驗分析，其耐蝕性在100小時以內，遠低於實際應用500小時以上的要求；微弧氧化技術以其工藝簡單、效率高、無汙染、處理工件能力強等特點，得以迅速發展，使鎂合金的各項性能有了很大的改善，但鎂合金微弧氧化後形成的陶瓷膜層，雖能滿足一般環境下的耐蝕性要求，但在特殊環境下其耐蝕性與實際生產需要仍有一定差距；磷化後電泳的方法使鎂合金的耐蝕性滿足了實際應用要求，又能改變膜層的外觀顏色，但該工藝過程複雜，且對環境汙染嚴重。
發明內容
為了解決現有鎂合金表面處理方法中的上述缺點，本發明的目的在於提供一種鎂合金微弧電泳複合表面處理方法，不僅進一步提高了鎂合金的耐蝕性，而且大大簡化了工序。
本發明所採用的技術方案是，鎂合金微弧電泳複合表面處理方法，按以下步驟進行首先將待處理的鎂合金工件置於矽酸鹽系電解液中，以該待處理的鎂合金工件作陽極，以不鏽鋼板作陰極進行微弧氧化處理，使鎂合金工件表面形成厚度為5～20um的鎂合金陶瓷層；然後將上一步處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗5～10分鐘；最後將清洗後的鎂合金工件進行電泳處理，得到厚度為15～35um的電泳漆膜；即使鎂合金工件表面形成了陶瓷層和電泳漆膜的複合膜層，完成了處理過程。
本發明的特點還在於矽酸鹽系電解液按重量與體積比，由矽酸鈉5g/L、氫氧化鉀11g/L和氟化鉀7g/L組成。
電泳處理的工藝參數控制為時間0分鐘～3分鐘，電壓60V～90V，固化溫度160℃～180℃，固化時間25分鐘～30分鐘。
本發明的方法，首先採用微弧氧化(MAO)表面處理工藝，通過控制工藝參數，製備出一定要求的陶瓷膜層，經水洗後，再用該控制電源直接進行電泳處理。本發明方法製得的鎂合金複合膜層經鹽霧試驗分析，耐蝕性可達700小時以上，且可以很方便地進行電泳膜層外表著色。該方法大大簡化了脫脂、除鏽酸洗、中和、水洗等十幾道電泳前處理工序，且複合膜層與基體有很好的結合強度，同時又利用了微弧氧化處理工藝本身的環保型特點，從而使本發明的鎂合金微弧電泳複合處理方法具有環保、節約成本的特點。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細說明。
本發明的鎂合金微弧電泳複合表面處理方法，首先，將待處理的鎂合金工件置於矽酸鹽系電解液中進行微弧氧化處理，矽酸鹽系電解液按重量與體積比，由矽酸鈉5g/L、氫氧化鉀11g/L和氟化鉀7g/L組成，用鎂合金工件作陽極，不鏽鋼板作陰極，通過控制處理過程中時間、頻率、佔空比等工藝參數，使鎂合金工件表面形成厚度為5～20um的鎂合金陶瓷層；其次，將上一步驟處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗5～10分鐘；最後，將清洗後的鎂合金工件進行陰極電泳或陽極電泳處理，在陰極電泳工藝中，水洗後的鎂合金工件作陰極，以不鏽鋼板作陽極，陽極電泳與之相反，在對電泳液攪拌的條件下，控制電泳工藝參數為時間0分鐘～3分鐘，電壓60V～90V，固化溫度160℃～180℃，固化時間25分鐘～30分鐘，得到厚度為15～35um的電泳漆膜，即使鎂合金工件表面形成了厚度為20～60um的陶瓷層和電泳漆膜複合膜層，完成了工件的表面處理過程。
實施例1首先，按重量與體積比，用矽酸鈉5g/L、氫氧化鉀11g/L和氟化鉀7g/L配製電解液，將待處理的鎂合金工件置於電解液中進行微弧氧化處理，用鎂合金工件作陽極，不鏽鋼板作陰極，控制處理過程工藝參數如表1所示，使鎂合金工件表面形成厚度為5um的鎂合金陶瓷層；
表1鎂合金微弧氧化工藝參數
其次，將上一步驟處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗10分鐘；最後，將清洗後的鎂合金工件進行陰極電泳處理，鎂合金工件作陽極，以不鏽鋼板作為陰極，對電解液攪拌的條件下，控制工藝參數如表2所示，得到厚度為15um的電泳漆膜，即使鎂合金工件表面形成厚度為20um的陶瓷層和電泳漆膜複合膜層。
表2鎂合金微弧氧化後電泳工藝參數
實施例2將待處理的鎂合金工件進行微弧氧化處理過程如實施例1，控制處理過程工藝參數如表3所示，使鎂合金工件表面形成厚度為20um的鎂合金陶瓷層；
表3鎂合金微弧氧化工藝參數
其次，將上一步驟處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗8分鐘；最後，將清洗後的鎂合金工件進行陰極電泳處理，鎂合金工件作陰極，以不鏽鋼板作為陽極，對電解液攪拌的條件下，控制工藝參數如表4所示，得到厚度為35um的電泳漆膜，即使鎂合金工件表面形成厚度為55um的陶瓷層和電泳漆膜複合膜層。
表4鎂合金微弧氧化後電泳工藝參數
實施例3將待處理的鎂合金工件進行微弧氧化處理過程如實施例1，控制處理過程工藝參數如表5所示，使鎂合金工件表面形成厚度為10um的鎂合金陶瓷層；
表5鎂合金微弧氧化工藝參數
其次，將上一步驟處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗10分鐘；最後，將清洗後的鎂合金工件進行陰極電泳處理，鎂合金工件作陽極，以不鏽鋼板作為陰極，對電解液攪拌的條件下，控制工藝參數如表6所示，得到厚度為20um的電泳漆膜，即使鎂合金工件表面形成陶瓷層和電泳漆膜的複合膜層。
表6鎂合金微弧氧化後電泳工藝參數
採用本發明的鎂合金微弧電泳複合表面處理方法製備出的複合膜層，外觀光滑，色澤符合標準，耐蝕性滿足實際生產的需要且很好的解決了鎂合金微弧氧化難以「變色」的難題。實施例得到的複合膜層，經鹽霧試驗分析，複合膜層均已達到700小時而沒有明顯變化，而與之同期做的鎂合金微弧氧化膜層經鹽霧試驗很難超過100小時，而且由於該複合層含有微弧氧化陶瓷層，同時也提高了鎂合金的力學性能。
權利要求
1.鎂合金微弧電泳複合表面處理方法，其特徵在於，該方法按以下步驟進行首先將待處理的鎂合金工件置於矽酸鹽系電解液中，以該待處理的鎂合金工件作陽極，以不鏽鋼板作陰極進行微弧氧化處理，使鎂合金工件表面形成厚度為5～20um的鎂合金陶瓷層；然後將上一步處理後的鎂合金工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器清洗5～10分鐘；最後將清洗後的鎂合金工件進行電泳處理，得到厚度為15～35um的電泳漆膜；即使鎂合金工件表面形成了陶瓷層和電泳漆膜的複合膜層，完成了處理過程。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述矽酸鹽系電解液按重量與體積比，由矽酸鈉5g/L、氫氧化鉀11g/L和氟化鉀7g/L組成。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述電泳處理的工藝參數控制為時間0分鐘～3分鐘，電壓60V～90V，固化溫度160℃～180℃，固化時間25分鐘～30分鐘。
全文摘要
本發明公開的鎂合金微弧電泳複合表面處理方法，按以下步驟進行首先將待處理的鎂合金工件置於矽酸鹽系電解液中進行微弧氧化處理，使工件表面形成鎂合金陶瓷層；再浸入去離子水中，用超聲波清洗器進行清洗；最後對鎂合金工件進行電泳處理，在其表面形成複合膜層。本發明的方法是對常規電泳工藝的改進，在大大簡化電泳工序和減小工藝過程對環境汙染的前提條件下，解決了鎂合金耐蝕性低的弊端。由於該複合層含有微弧氧化陶瓷層，同時也提高了鎂合金的力學性能，為鎂合金的推廣應用提供了保障。
文檔編號C25D13/00GK1908246SQ20061010440
公開日2007年2月7日 申請日期2006年7月27日 優先權日2006年7月27日
發明者蔣百靈, 師惠英, 李均明, 楊巍 申請人:西安理工大學