鎂合金黑色氧化工藝的製作方法
2023-06-02 15:48:36
專利名稱：鎂合金黑色氧化工藝的製作方法
技術領域：
本發明設計一種氧化工藝，特別是一種針對鎂合金的鎂合金黑色氧化工藝，屬於金屬表面處理技術領域。
背景技術：
鎂合金是較輕的金屬結構材料，具有高比強度和比剛度、良好的導熱性和導電性以及優異的加工性能。在航空航天，汽車和電子通信等領域中已得到廣泛應用.但是鎂合金的耐蝕性能較差，當與其他金屬如銅，鐵，不鏽鋼等接觸時，鎂及鎂合金總是作為陽極而進行電化學腐蝕，限制了鎂合金在室外的應用。目前主要存在的問題有 I)鎂合金由於活性較高，在空氣中極易氧化，這給鎂合金前處理帶來很大困難，前處理選用氧化性太強的化學藥品，易腐蝕零件，選用太弱的化學藥品，表面上的自然氧化膜不易清洗乾淨，從而影響後期的氧化質量。2)傳統工藝的氧化膜黑度不夠，不能滿足光學儀器消光的要求。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術問題提供一種有效的鎂合金前處理工藝及鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金表面形成一層附著牢固，色澤黑，均勻一致的氧化膜層。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是鎂合金黑色氧化工藝，其特徵在於包括以下步驟
1)用有機溶劑除油；
2)超聲波除油；
3)水洗；
4)酸洗或噴砂；
5)水洗；
6)黑色氧化，即將清洗後的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85 100°C氧化液中浸泡10 20分鐘，PH值控制在2 4之間；
7)水洗；
8)乾燥。
所述的用有機溶劑除油是在溫度10°C 35°C用乾淨汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡3 5分鐘。所述的用有機溶劑除油是在溫度20°C用乾淨的汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡4分鐘。所述的超聲波除油是將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度為50°C 55°C時浸泡I 5分鐘的設備中進行；所述化學溶劑組分是由15 25g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、15 25g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、10 15g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3組成。
所述的超聲波除油是將鎂合金制零件放入化學溶劑中在溫度為53°C時浸泡3分鐘的設備中進行；所述化學除油溶劑組分是由20g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3組成。所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度10°C 35°C時浸泡2 3分鐘；所述化學溶劑組分是由120 150g/L的工業純鉻酐Cr03、80 120mL/L的工業純氫氟酸HF組成。所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘；所述化學溶劑組分是由135g/L的工業純鉻酐Cr03、100mL/L的工業純氫氟酸HF組成。所述的氧化液組分是由110 170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40 75g/L的硫酸鎂MgSO4,40 75g/L的發黑劑組成；所述的氧化液溫度是85 100°C，氧化時間10 20分鐘，氧化液的PH值控制在2 4之間。所述的氧化液組分是由140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L 的發黑劑組成；所述的氧化溫度是95°C，氧化時間是15分鐘，氧化液的pH值控制在3。所述的發黑劑是由硫酸錳和磷酸按質量比9 1的比例組成。本發明的優點是採用本發明工藝配方所形成的氧化膜層細膩、附著牢固、黑度好，特別適合光學儀器有消光要求的零件使用。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明，但不作為對本發明的限定。實施例I
I、製備100升氧化液按140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L的發黑劑的含量進行配製。將14公斤重鉻酸鉀、6公斤硫酸鎂、6公斤發黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全後混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格後即可使用。2、製備100升超聲波除油溶液按20g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3的含量進行配製。將2公斤碳酸鈉、2公斤磷酸鈉、I. 3公斤矽酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解後，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、製備100升酸洗液按135g/L的工業純鉻酐Cr03、100mL/L的工業純氫氟酸HF的含量進行配製。向槽中加入40升的蒸餾水，將13. 5公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然後再加入10升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝
將鎂合金制零件順次經I)、用有機溶劑除油它是在溫度20°C用乾淨的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質零件浸泡4分鐘，對於油汙較大的螺紋或細槽狀零件可用細毛刷刷去油汙，除油後用壓縮空氣將鎂合金材質零件吹乾；2)、超聲波除油將鎂合金材質零件放入溫度為53°C的上述製備好的超聲波除油溶劑中，浸泡3分鐘；3)、水洗用流動的水衝洗；4)、酸洗將鎂合金材質零件放入上述製備好的化學溶劑中，在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘，根據工藝文件要求，酸洗也可採用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水衝洗；6)、清洗後的待處理鎂合金材質零件立即放入溫度在95°C的氧化液中浸泡15分鐘，氧化液的pH值控制在3 ;7)、水洗用流動的水衝洗；8)、乾燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產品表面化學處理與電化學氧化處理膜層通用規範中的相關要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。實施例2
I、製備100升氧化液按110g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40g/L的硫酸鎂MgS04、40g/L的發黑劑的含量進行配製。將11公斤重鉻酸鉀、4公斤硫酸鎂、4公斤發黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全後混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格後即可使用。2、製備100升超聲波除油溶液按15g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、15g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、10 g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3的含量進行配製。將I. 5公斤碳酸鈉、I. 5公、斤磷酸鈉、I公斤矽酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解後，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、製備100升酸洗液按120g/L的工業純鉻酐Cr03、80mL/L的工業純氫氟酸HF的含量進行配製。向槽中加入40升的蒸餾水，將12公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然後再加入8升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝
將鎂合金制零件順次經I)、用有機溶劑除油它是在溫度10°c用乾淨的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質零件浸泡3分鐘，對於油汙較大的螺紋或細槽狀零件可用細毛刷刷去油汙，除油後用壓縮空氣將鎂合金材質零件吹乾；2)、超聲波除油將鎂合金材質零件放入溫度為50°C的上述製備好的超聲波除油溶劑中，浸泡I分鐘；3)、水洗用流動的水衝洗；4)、酸洗將鎂合金材質零件放入上述製備好的化學溶劑中，在溫度10°C時浸泡2分鐘，根據工藝文件要求，酸洗也可採用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水衝洗；6)、清洗後的待處理鎂合金材質零件立即放入溫度在85°C的氧化液中浸泡10分鐘，氧化液的pH值控制在2 ;7)、水洗用流動的水衝洗；8)、乾燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產品表面化學處理與電化學氧化處理膜層通用規範中的相關要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。實施例3
I、製備100升氧化液按170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、75g/L的硫酸鎂MgS04、75g/L的發黑劑的含量進行配製。將17公斤重鉻酸鉀、7. 5公斤硫酸鎂、7. 5公斤發黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全後混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格後即可使用。2、製備100升超聲波除油溶液按25g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、25g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、15 g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3的含量進行配製。將2. 5公斤碳酸鈉、2. 5公斤磷酸鈉、I. 5公斤矽酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解後，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、製備100升酸洗液按150g/L的工業純鉻酐Cr03、120mL/L的工業純氫氟酸HF的含量進行配製。向槽中加入40升的蒸餾水，將15公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然後再加入12升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝將鎂合金制零件順次經I)、用有機溶劑除油它是在溫度35°C用乾淨的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質零件浸泡5分鐘，對於油汙較大的螺紋或細槽狀零件可用細毛刷刷去油汙，除油後用壓縮空氣將鎂合金材質零件吹乾；2)、超聲波除油將鎂合金材質零件放入溫度為55°C的上述製備好的超聲波除油溶劑中，浸泡5分鐘；3)、水洗用流動的水衝洗；4)、酸洗將鎂合金材質零件放入上述製備好的化學溶劑中，在溫度35°C時浸泡3分鐘，根據工藝文件要求，酸洗也可採用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水衝洗；6)、清洗後的待處理鎂合金材質零件立即放入溫度在100°C的氧化液中浸泡20分鐘，氧化液的pH值控制在4 ;7)、水洗用流動的水衝洗；8)、乾燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產品表面化學處理與電化學氧化處理膜層通用規範中的相關要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。由於上述實施例採用了本發明的鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金的氧化膜層細膩、附著牢固、黑度好，特別適合光學儀器有消光要求的零件使用。 上述化學試劑市場均有銷售；所述的發黑劑是由硫酸錳和磷酸按質量比9 1的比例組成，其製備方法是將硫酸錳和磷酸按質量比9 1的比例混合均勻即可。
權利要求
1.鎂合金黑色氧化工藝，其特徵在於包括以下步驟 1)用有機溶劑除油； 2)超聲波除油； 3)水洗； 4)酸洗或噴砂； 5)水洗； 6)黑色氧化，即將清洗後的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85 100°C氧化液中浸泡10 20分鐘，PH值控制在2 4之間； 7)水洗； 8)乾燥。
2.根據權利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的用有機溶劑除油是在溫度10°C 35°C用乾淨汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡3 5分鐘。
3.根據權利要求I或2所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的用有機溶劑除油是在溫度20°C用乾淨的汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡4分鐘。
4.根據權利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的超聲波除油是將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度為50°C 55°C時浸泡I 5分鐘的設備中進行；所述化學溶劑組分是由15 25g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、15 25g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、10 15g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3組成。
5.根據權利要求I或4所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的超聲波除油是將鎂合金制零件放入化學溶劑中在溫度為53°C時浸泡3分鐘的設備中進行；所述化學除油溶劑組分是由20g/L的工業純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業純矽酸鈉Na2SiO3組成。
6.根據權利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度10°C 35°C時浸泡2 3分鐘；所述化學溶劑組分是由120 150g/L的工業純鉻酐Cr03、80 120mL/L的工業純氫氟酸HF組成。
7.根據權利要求I或6所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學溶劑中在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘；所述化學溶劑組分是由135g/L的工業純鉻酐Cr03、100mL/L的工業純氫氟酸HF組成。
8.根據權利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的氧化液組分是由110 170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40 75g/L的硫酸鎂MgS04、40 75g/L的發黑劑組成；所述的氧化液溫度是85 100°C，氧化時間10 20分鐘，氧化液的pH值控制在2 4之間。
9.根據權利要求I或8所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的氧化液組分是由140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L的發黑劑組成；所述的氧化溫度是95°C，氧化時間是15分鐘，氧化液的pH值控制在3。
10.根據權利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵是所述的發黑劑是由硫酸錳和磷酸按質量比9I的比例組成。
全文摘要
本發明設計一種氧化工藝，特別是一種針對鎂合金的鎂合金黑色氧化工藝，其特徵在於包括以下步驟1)用有機溶劑除油；2)超聲波除油；3)水洗；4)酸洗或噴砂；5)水洗；6)黑色氧化，即將清洗後的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85～100℃氧化液中浸泡10～20分鐘，pH值控制在2～4之間；7)水洗；8)乾燥。它提供一種有效的鎂合金前處理工藝及鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金表面形成一層附著牢固，色澤黑，均勻一致的氧化膜層。
文檔編號C23C22/06GK102747351SQ201210235479
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者劉利, 李曉菲, 李麥翠, 王新軍 申請人:北方光電集團有限公司