高耐蝕低電阻鎂合金鈍化液的製作方法

2023-06-05 10:30:41

高耐蝕低電阻鎂合金鈍化液的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種高耐蝕低電阻鎂合金鈍化液，其中，所述鎂合金鈍化液為含有磷酸、磷酸二氫鈣、硝酸、矽酸鈉、十二烷基二甲基胺乙內酯的水溶液。本發明使用鈍化液對鎂合金表面進行鈍化，整個鈍化過程中都不需要使用含有六價鉻、氟離子等對環境和人體有危害的物質，是一種環保的方法。使用該方法處理過的鎂合金表面具有高耐蝕性、良好的結合力以及低表面電阻，其中，中性鹽霧測試72小時的腐蝕區域可以達到5％以下，塗裝結合力可以達到5B級，表面電阻可低至0.03歐姆。
【專利說明】高耐蝕低電阻鎂合金鈍化液

【技術領域】
[0001] 本發明涉及高耐蝕低電阻鎂合金鈍化液。

【背景技術】
[0002] 鎂合金材料屬於輕金屬，是最輕的金屬結構材料，具有較高的比強度和比剛度，對 撞擊和振動能量吸收性強，因此，在航空、航天、汽車、儀表、電子等工業上得到越來越廣泛 的應用。鎂合金正在成為繼鋼鐵、鋁之後的第三大金屬工程材料，被譽為"21世紀綠色工程 材料"。
[0003] 但是，由於鎂合金化學活潑性高、電極電位低，因此耐蝕性很差，需要對其進行表 面處理。目前，鎂合金的表面處理溶液可大致分成含有六價鉻的溶液（鉻酸鹽）和不含六價 鉻的溶液（非鉻酸鹽）。使用含有六價鉻的處理液處理後的鎂合金表面耐蝕性及塗膜附著 性優越，但是所含有的六價鉻對人體和環境非常有害。而使用不含六價鉻的處理液的工藝 製得的產品的耐蝕性、表面電阻以及結合力都達不到要求。CN 101191207A中公開了一種鎂 合金表面鈣系鈍化溶液及應用該溶液對鎂合金表面進行處理的方法，該溶液中含有磷酸二 氫鈣、磷酸、硝酸鹽和多聚磷酸鹽。該方法雖然在一定程度上解決了鎂合金的耐蝕性問題， 但是用該溶液處理後的鎂合金的電阻只能低到約1歐姆，並且其表面鈍化膜與鎂合金基體 的結合力不好。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於克服使用現有技術的鎂合金表面鈍化處理方法處理後的鎂合 金表面電阻較高並且耐蝕性不好的缺點，提供一種能夠使鎂合金表面電阻較低並且耐蝕性 好的鎂合金鈍化溶液。
[0005] 本發明提供了一種鎂合金鈍化液，其中，所述鎂合金鈍化液為含有磷酸、磷酸二氫 鈣、硝酸、矽酸鈉、十二烷基二甲基胺乙內酯的水溶液。
[0006] 本發明使用鈍化液對鎂合金表面進行鈍化，整個鈍化過程中都不需要使用含有六 價鉻、氟離子等對環境和人體有危害的物質，是一種環保的方法。
[0007] 該鈍化液中的十二烷基二甲基胺乙內酯能夠在鈍化過程中不一沉澱，使得氫氣不 易停留在鎂合金表面，提高鎂合金轉化膜的緻密度。
[0008] 使用該方法處理過的鎂合金表面具有高耐蝕性、良好的結合力以及低表面電阻， 其中，中性鹽霧測試72小時的腐蝕區域可以達到5%以下，塗裝結合力可以達到5B級，表面 電阻可低至0.03歐姆。

【具體實施方式】
[0009] 本發明提供的鎂合金鈍化溶液為含有磷酸、磷酸二氫鈣、矽酸鈉、十二烷基二甲基 胺乙內酯的水溶液。
[0010] 其中，所述磷酸的濃度可以為〇. 01-0. 5摩爾/升，優選為0. 05-0. 3摩爾/升；磷 酸二氫鈣的濃度可以為5-50克/升，優選為10-40克/升；矽酸鈉的濃度可以為0. 5-10克 /升，優選為1-5克/升；十二烷基二甲基胺乙內酯的濃度為可以為0. 01-1克/升，優選為 0. 1-0. 5 克 / 升。
[0011] 為了更好地提高鎂合金表面鈍化膜的結合力和耐蝕性，該鈍化液還可以含有綠原 酸，綠原酸的濃度為〇. 1-15克/升。
[0012] 綠原酸的濃度優選十二烷基二甲基胺乙內酯的濃度的5-10倍。綠原酸可以改善 鈣離子成膜過程的緻密度，綠原酸與十二烷基二甲基胺乙內酯可以發揮協同作用，獲得更 為緻密的轉化膜。
[0013] 根據本發明提供的鎂合金鈍化溶液，其中，為了更好地提高鎂合金表面鈍化膜的 結合力和耐蝕性，可以通過加入濃磷酸或濃的鹼性溶液來調節該溶液的pH值，其pH值優選 為1-2,更優選為1.5-1. 8。
[0014] 優選情況下，為了更好地增強鎂合金表面鈍化膜的結合力，所述活化溶液優選為 含有2-50克/升的次亞磷酸鈉。
[0015] 鎂合金表面處理方法：包括使用本發明提供的鎂合金鈍化溶液對鎂合金表面進行 鈍化。
[0016] 其中，所述對鎂合金表面進行鈍化的方法可以為將鎂合金與所述鎂合金鈍化液接 觸。所述接觸的方法可以包括浸泡和/或噴淋，所述接觸的條件可以包括：接觸的溫度可以 為35-55°C，優選為40-50°C，接觸的時間可以為10-120秒，優選為15-90秒。所述浸泡和 噴淋的用量只要能夠使整個鎂合金的表面均與鈍化液接觸即可。
[0017] 根據本發明提供的鎂合金表面處理方法，該方法還可以包括在鈍化之前對鎂合金 表面進行活化和調整的過程。其中，所述活化和調整的過程可以為任何常規的用於處理鎂 合金表面的活化和調整過程，本發明對此沒有特別限定。例如，所述活化的方法可以為將鎂 合金與活化溶液接觸，接觸的方法可以為浸泡和/或噴淋，接觸的條件可以包括：接觸的溫 度可以為5-45°C，優選為15-30°c，接觸的時間可以為30-500秒，優選為60-180秒；所述調 整的方法可以為將鎂合金與調整溶液接觸，接觸的方法可以為浸泡和/或噴淋，接觸的條 件可以包括：接觸的溫度可以為55-85°C，優選為60-80°C，接觸的時間可以為30-500秒，優 選為60-420秒。
[0018] 根據本發明提供的鎂合金表面處理方法，該方法還可以包括在活化和調整之前對 鎂合金表面進行熱脫脂。所述對鎂合金表面進行熱脫脂的方法可以為將鎂合金與熱脫脂溶 液接觸。所述接觸的方法可以包括浸泡和/或噴淋，所述接觸的條件可以包括：接觸的溫度 可以為35-80°C，優選為40-70°C，接觸的時間可以為1-15分鐘，優選為3-8分鐘。
[0019] 所述熱脫脂溶液可以為含有3-10克/升的焦磷酸鈉、3-10克/升的碳酸鈉、3-10 克/升的矽酸鈉、3-10克/升的氫氧化鈉和0. 1-1克/升的十二烷基硫酸鈉的水溶液。
[0020] 根據本發明提供的鎂合金表面處理方法，該方法還可以包括在所述熱脫脂、活化、 調整和鈍化步驟之間用水衝洗鎂合金表面。
[0021] 下面，將通過實施例對本發明進行更詳細的描述。
[0022] 前處理工藝： 1、熱脫脂 將焦磷酸鈉、碳酸鈉、矽酸鈉、氫氧化鈉和十二烷基硫酸鈉溶於去離子水配製熱脫脂溶 液，其中含有焦磷酸鈉3克/升、碳酸鈉3克/升、矽酸鈉3克/升、氫氧化鈉3克/升和 十二烷基硫酸鈉〇. 2克/升。
[0023] 將上述溶液加熱到40°C。然後，將尺寸為10X4X0. 5釐米的AZ91D鎂合金鑄件 (南京雲海特種金屬股份有限公司）完全浸入該溶液中，保持溶液的溫度為40°C，浸泡2分 鍾後將鎂合金鑄件取出，用去離子水衝洗至無氫氧根離子被檢出。
[0024] 2、活化 將乳酸、硼酸和酒石酸溶於去離子水配製活化溶液，其中含有乳酸24克/升、硼酸6克 /升和酒石酸20克/升。用5摩/升的氫氧化鈉調節該溶液的pH值為3。
[0025] 將步驟1得到的鎂合金鑄件完全浸入上述溶液中，溶液的溫度為40°C，浸泡5分鐘 後將鎂合金鑄件取出，用500暈升去尚子水衝洗。
[0026] 3、調整 將三聚磷酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鈉和焦磷酸鉀溶於去離子水配製調整溶液，其中含有三 聚磷酸鈉5克/升、氫氧化鈉10克/升、硝酸鈉2克/升和焦磷酸鉀3克/升。
[0027] 將步驟2得到的鎂合金鑄件完全浸入上述溶液中，溶液的溫度為60°C，浸泡6分鐘 後將鎂合金鑄件取出，用500暈升去尚子水衝洗。
[0028] 將鎂合金鑄件採用上述前處理工藝處理後，使用鎂合金鈍化液進行鈍化。鎂合金 鑄件完全浸入鎂合金鈍化液溶液中，溶液的溫度為常溫，浸泡60秒後將鎂合金鑄件取出， 用去離子水衝洗至無磷酸根離子被檢出。鎂合金鈍化液的配方如下表所示。乾燥後即得到 處理後的鎂合金，作標記。
[0029]

【權利要求】
1. 高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的鎂合金鈍化溶液為含有磷酸、磷 酸二氫鈣、矽酸鈉、十二烷基二甲基胺乙內酯的水溶液。
2. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的鎂合金 鈍化溶液還含有綠原酸。
3. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的鎂合金 鈍化溶液還含有次亞磷酸鈉。
4. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的鎂合金 鈍化溶液的pH值為1-2。
5. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的鎂合金 鈍化溶液中的各物質的含量為： 磷酸0. 01-0. 5摩爾/升； 磷酸二氫鈣5-50克/升； 矽酸鈉0. 5-10克/升； 十二烷基二甲基胺乙內酯0.01-1克/升。
6. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的綠原酸 的濃度為〇. 1-15克/升。
7. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的次亞磷 酸鈉濃度為2-50克/升。
8. 根據權利要求1所述的高耐蝕低電阻鎂合金鈍化溶液，其特徵在於，所述的綠原酸 的濃度為十二烷基二甲基胺乙內酯的濃度的5-10倍。
【文檔編號】C23C22/22GK104233247SQ201410348359
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】呂兵 申請人:上海翔聖化工有限公司