鎂合金表面處理方法
2023-06-19 07:16:41 3
專利名稱：鎂合金表面處理方法
技術領域：
本發明涉及鎂合金表面處理方法，採用本發明的處理結果是將鎂合金表面的其它相移除，而並非在表面形成一層薄膜，所以在回收過程中，並不需要特別的去移除程序，具有無重金屬汙染、無氟(氟會破壞臭氧層、也會導致溫室效應)產生，並能有效增加鎂合金的抗腐蝕性、利於後續塗裝的附著性等優點。
背景技術：
鎂在自然界的蘊藏量豐富(地殼中佔有1.93％，另外海洋中佔有0.13％)，在常用的結構用金屬中僅次於鋁及鐵，排名第三，且鎂合金的比重為實用結構合金中最輕的(鎂比重1.8、鋁2.7、鈦4.5、鐵7.9、銅8.9、鋅7.1)。由於石油危機且有關環保的CO2消滅計劃，在輕量化、省能源和廢氣汙染的考量下，鎂合金為較佳的選擇。此外，鎂具有較佳散熱性、電磁波遮蔽性等特性，應用在3C可攜式產品外殼件的薄壁工件上，與塑料或其它金屬相比更能符合其需求。
此外鎂合金的比阻尼容量(Damping capacity)約為鋁合金的10-25倍、鋅合金的1.5倍，顯示其具有極佳的制震能，用在可攜式設備上有助於減少外界震動源對內部精密電子、光學組件的幹擾。另外，世界各主要國家環保回收法令的要求漸高，因為鎂合金具有可回收性，且在自然環境下可以自然氧化分解，即，利於環保為鎂合金髮展的極大優勢。但是由於鎂的活性大，表面易與氧形成鬆散的氧化層導致抗腐蝕性不佳，因此，鎂雖然是比重最小的結構用金屬，但仍無法如鋁合金一般應用於許多輕量化的場合。
許多鎂合金表面處理技術是用以阻絕大氣中的水氣、氧氣，以達到防蝕的目的。目前鎂合金表面處理技術包含有化成皮膜處理、陽極處理、電鍍處理及金屬覆層處理。化成皮膜處理、陽極處理以鉻酸鹽系統的效果較佳，但鉻酸鹽處理的廢液有著環保上的問題，由於六價鉻會致癌、且會造成環境方面其它形式的汙染，因此，歐盟共同體於1997年7月提出草案，已於2003年全面禁止六價鉻的使用，且禁止含有鉻成分的產品進口，並已獲得美日兩大工業先進國的允諾，所以，鉻酸鹽處理將被禁止。
但目前非鉻酸鹽處理的產品在抗蝕性及可靠性方面仍難以與鉻酸鹽處理相比。目前中國臺灣工研院材料所針對其環保鍍液的研究，如磷酸鹽、矽酸鹽、錳酸鹽及鋁酸鹽等，可避免環保法規的限制及禁用，可降低對環境的影響，但還是有化學廢液的處理問題，長遠來看還是比較不環保，還是有重金屬(Mn)問題，而且磷是造成水庫優氧化的元素。
根據美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials，ASTM)的定義，化成皮膜指的是利用化學或電化學處理，使金屬表面生成一種含有該金屬成分的皮膜層，例如鋅的鉻酸鹽皮膜處理，鋼鐵的磷酸鹽皮膜處理，鋁合金的陽極處理等，欲施行化成皮膜處理的金屬，其形成的化合物或氧化物必須不具有水溶性，同時也不是粉狀物，即，必須是連續皮膜。
化成皮膜需要在其處理過程中，將處理液施以一溫度而與鎂合金表面生成一層保護皮膜，其腐蝕電流約10-20微安培/平方釐米(μA/cm2)左右，在形成皮膜的過程中其表面將會形成一些微裂痕，使表面均勻化，如圖1所示，為磷酸錳化成處理後的表面形貌；這些微裂痕將會對後續塗裝的附著力有幫助。如圖3a所示，傳統方式是由材料表面長出含重金屬、磷化物的化成皮膜。這種層皮膜在回收再制的過程中，將造成不利的影響，使合金熔湯中有較多雜質元素，所以在回收前，必須再多一個程序將這種皮膜剝離，這將會造成回收成本的增加，另外在剝離過程中又會再產生廢液，對環境造成二次汙染。
另外，中國臺灣TW 573061專利公告「含鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金製品及其製造方法」，其中公開了一種含鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金製品及其製造方法，依據其製造方法可製得高耐蝕性表面處理鎂合金製品。
中國臺灣TW 557329專利公告「含鋅鍍鋼板的磷酸鹽化成處理方法」，公開了一種可於短時間內在含鋅鍍層鋼板的表面上形成緻密磷酸鋅被膜的方法。達成上述目的的方法，是使其與下記表面調整用處理液接觸後，再進行一般磷酸鋅鹽的被膜處理。上記2價或3價金屬例如Zn、Fe、Mn、Ni、Co、Ca、Mg、Al等，其磷酸鹽以含有粒徑5μm以下、且濃度以0.001-30g/L為優選方案。
中國臺灣TW 539769專利公告「表面處理鍍錫鋼板及化成處理液」，公開了一種表面處理鍍錫鋼板，還公開了得到該鋼板時所使用的含有磷酸離子、錫離子及有機矽烷偶合劑，且pH為1.5-5.5的化成處理液。其中的表面處理鍍錫鋼板不含有對環境保護不佳的鉻，是具有優良塗料密著性、噴漆後耐蝕性、耐鏽性及加工性的鋼板。
中國臺灣TW 555887專利公告「鎂合金表面處理方法」，公開了一種鎂合金表面處理方法，主要包括以下步驟首先提供一鎂合金板材；接著對該鎂合金板材進行噴砂處理，以去除鎂合金板材表面的雜質；然後在該鎂合金板材表面以電弧噴覆(Arc Spray)純鋁形成一層鋁膜；再對該鋁膜進行熱壓處理，以使鋁膜更為緻密。
綜合上述可知，現有技術中的鎂鋁合金表面處理採用鉻酸工藝處理，有下列缺點1.對環境重鉻金屬廢水、鉻汙泥固化欲覓地埋不易-社會及土地成本負荷太沉重；2.對使用者殘留在配件表面的重金屬鉻析出，造成使用者周遭環境受到嚴重汙染。例如筆記本電腦CPU運算速度越快，鉻析出越快，密閉式空調環境下作業，影響使用者健康程度大。若搭配冷卻風扇的設計，鉻酸析出越快，擴散也越廣；3.另外，以傳統方式，由試片表面長出含重金屬、磷化物的化成皮膜，會產生重金屬汙染、氟擴散等，而氟會破壞臭氧層、也會導致溫室效應等。
由前人的研究發現，鎂合金中添加不同合金元素所形成的第二相對其腐蝕有很大的影響。根據Nadine等人的研究指出，Mg17Al12在含有氯離子的環境下是惰性的，因此在鎂鋁合金的系統中的Mg17Al12能阻礙腐蝕。而Das等人卻認為消除合金中的Mg17Al12能增加腐蝕的阻力，因為他們認為鎂鋁合金的腐蝕主要是由α相與Mg17Al12相間的伽凡尼效應所引起。
這種金屬受環境溶液誘惑的趨勢稱為「電溶壓」(ElectrolyticSolutional tension)。電溶壓大的金屬，因為容易化為金屬離子，所以比較易受腐蝕，反之電溶壓小的金屬，比較不會腐蝕。
電溶壓的概念用在電化學上又稱為「伽凡尼電位」(Galvanic Potential)或「電解電位」，簡稱電位。不同的金屬具有不同的電位，所以當兩種不同金屬搭接在一起時，由於兩者的電位差，就會產生電流，其原理正如同水向低處流的情況一樣。這種電池效應的結果，因電流的通過(從陽極流向陰極)，使較高電位金屬發生陽極消溶腐蝕。當電位差越大，產生的電流越強，腐蝕損耗率就越大。
在電化學序位中，伽凡尼電位序(Galvanic Potential Series)可以說明在不同環境下，各種金屬陽極性或陰極性的趨勢。在海水、淡水溶液或其它工業氣氛中，伽凡尼電位序也可能會有差異，以海水中的伽凡尼電位序而言，依金屬電位由大到小將金屬順序排列，依序為鉀(K)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錫(Sn)、鋁(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)。
這種腐蝕發生於兩種不同金屬或是合金接觸，而能產生伽凡尼電池(Galvanic cell)的情況，常用金屬材料在海水中的伽凡尼電位序，比具陽極性的金屬容易受到腐蝕。例如在海洋工程中，以焊錫(鉛-錫合金)焊接黃銅配件，因為黃銅的電位序比較具有陰極性，所以比具有陽極性的焊錫較易受腐蝕。再從合金的觀點來比較，如果電池效應發生在兩相合金上，例如鋼中具有鐵素體(ferrite)和滲碳體(cementite)，則因為鐵素體比較具有陽極性，滲碳體比較具有陰極性，就會產生電化學腐蝕，因此可以說，幾乎所有的兩相合金其腐蝕抵抗力都比單相金屬差。
發明內容
本發明的目的在於提供一種鎂合金表面處理方法，採用簡單的蝕刻液在室溫的條件下對鋁鎂合金表面進行蝕刻處理，達到杜絕腐蝕、減少汙染的目的。
本發明是以簡單的蝕刻液在室溫下短時間對鎂合金(例如AZ91D)表面進行蝕刻，將表面的Mg17Al12與富鋁-α(Al-rich-α)相移除，使材料表面形成單一相，杜絕由α相、Mg17Al12相與富鋁-α(Al-rich-α)相之間的伽凡尼效應所引起的腐蝕。由實驗結果發現，可有效的增加其抗蝕性，且可使表面達到較均勻的表面粗糙度，以利於後續塗裝的附著性。由於本發明的處理結果是將表面的其它相移除，而並非在表面形成一層薄膜，所以在回收過程中，並不需要特別的去移除。
首先，本發明提供了一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經由氫氟酸(HF)與硫酸(H2SO4)的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經氫氟酸(HF)溶液處理；d.之後再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經碳酸鈣(CaCO3)水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
其中，所述氫氟酸(HF)與硫酸(H2SO4)的混合溶液中，氫氟酸(HF)的體積比率為0.05-0.2，硫酸(H2SO4)的體積比率為0.02-0.08，水(H2O)的體積比率為0.4-0.8。所述氫氟酸(HF)溶液中氫氟酸(HF)的體積比率為0.1-0.3，水(H2O)的體積比率為0.7-0.9。
實際應用中，本發明中的硫酸(H2SO4)可以是95-98％的濃硫酸。
具體地，本發明提供了一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經由氫氟酸(HF)加硫酸(H2SO4)的溶液處理；其中，氫氟酸(HF)加硫酸(H2SO4)的溶液組成為氫氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)與水(H2O)的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8；例如，所述氫氟酸加硫酸的溶液可以是氫氟酸50-200mL+硫酸20-80mL+水400-800mL；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.之後經氫氟酸(HF)溶液處理；所述氫氟酸溶液組成為氫氟酸與水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；例如，所述氫氟酸的溶液可以是氫氟酸100-300mL+水700-900mL；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最後經碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
本發明的鎂合金表面處理方法中，所述氫氟酸加硫酸的溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘。所述氫氟酸溶液處理中的操作溫度為20-40℃，時間為0.5-15分鐘。
本發明的鎂合金表面處理方法可以應用於AZ91D鎂合金，所述AZ91D鎂合金是目前最適用於3C產品薄殼的鎂合金，其組成為Al、Zn、Mn、Si、Cu、Fe、Ni及Mg，具體如表一所示表一、AZ91D鎂合金的組成
本發明的鎂合金表面處理方法可應用於鎂合金中β相(Mg17Al12)與富鋁相(Al-rich)的去除。
綜上所述，本發明的鎂合金表面處理方法，是以簡單的蝕刻液在室溫條件下短時間對鎂合金表面進行選擇性蝕刻，使材料表面形成單一相，並杜絕腐蝕。本發明不但可有效的增加合金的抗蝕性，且使材料表面具備均勻的表面粗糙度，利於後續塗裝或烤漆的附著性。本發明的處理結果是將合金表面的其它相移除，所以材料表面沒有傳統化成處理的重金屬或磷化物的皮膜，在處理工藝上也沒有重金屬廢液的問題。本發明同時具有無重金屬汙染、無氟化物殘留等優點。
經發明人長時間在國內外各種公開的資料庫檢索及查詢的結果，對於本發明的鎂合金表面處理方法，目前國內外還沒有相同或類似的技術報導，本發明對產業界而言是非常重要的。
圖1為傳統經磷酸化成處理後的合金表面形貌。
圖2為本發明的鎂合金表面處理方法實施的實施步驟的示意圖。
圖3a與圖3b為傳統與本發明的鎂合金表面處理方法比較的實施試片橫截面示意圖，其中，圖3a為經化成處理皮膜處理的情況，圖3b為經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]/氫氟酸(HF)處理的情況。
圖4為按照本發明的鎂合金表面處理方法經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理後的合金表面形貌。
圖5為經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前與處理後的合金表面粗糙度測量的示意圖。
圖6為經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前後的極化曲線圖。
圖7為經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前及處理後的X-光衍射分析。
圖8為本發明的實施例經表面處理後的金相圖與數據分析的示意圖。
圖9為本發明的實施例經表面處理後的金相圖與數據分析的示意圖。
圖10為傳統的物件經表面烤漆前後的照片。
圖11為本發明的實施例經表面烤漆前後的照片。
圖12為本發明的實施例經表面處理後的表層附著情況的一示意圖。
圖13為本發明的實施例經表面處理後的表層附著情況的另一示意圖。
圖中主要組件符號說明1表面處理程序 11氫氟酸+硫酸 12純水 13氫氟酸14碳酸鈣水溶液 2物件 21原始表面22化成皮膜 23選擇性蝕刻層 a烤漆層具體實施方式
本發明的鎂合金表面處理方法，其實施流程如圖2所示，表面處理程序1先經由特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理(可採用例如塗布、浸漬等方式)，再用水洗12(最好是純水清洗)，洗去其表面殘留藥劑；接著，經特定比例的氫氟酸(HF)13溶液處理(可採用例如塗布、浸漬等方式處理)，再用水洗12(優選純水清洗)，洗去其表面殘留藥劑；將材料吹乾；再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14中，進行30分鐘至60分鐘的處理(例如浸漬)。
在本發明的鎂合金表面處理方法中，所述[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液，其中各成分的體積比率分別為氫氟酸(HF)0.05-0.2，硫酸(H2SO4)0.02-0.08，水(H2O)0.4-0.8；例如，氫氟酸50-200mL+硫酸20-80mL+水400-800mL；操作溫度20-40℃，時間1-15分鐘(min)；其中，上述最優選的條件為氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.174，硫酸0.052，水0.774；例如，所述[氫氟酸+硫酸]11的溶液可以是氫氟酸174mL+硫酸52mL+水774mL；操作溫度25℃；時間3.5分鐘。
所述氫氟酸(HF)13的溶液，氫氟酸(HF)、水(H2O)的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；具體地，其組成為氫氟酸100-300mL+水700-900mL；操作溫度20-40℃，時間0.5-15分鐘；其中，上述最優選的條件為氫氟酸、水的比率分別為氫氟酸0.2，水0.8；例如，氫氟酸200mL+水800mL；操作溫度25℃；操作時間3分鐘。
所述碳酸鈣(CaCO3)水溶液14，其中的碳酸鈣(CaCO3)與水的比率為5wt％；例如，碳酸鈣(CaCO3)5g+水(H2O)100mL；操作溫度40℃。
如圖3a所示，傳統的表面處理方式是由物件2的原始表面21長出含重金屬、磷化物的鉻酸鹽、磷酸鹽等化成皮膜22；而本發明的鎂合金表面處理方法是由物件2的原始表面蝕刻進去材料內部，如圖3b所示，為本發明的選擇性蝕刻層23；本發明的方式是以選擇性蝕刻將材料表面的異相去除，產生類似化成皮膜處理後的微裂痕形貌，將會對後續塗裝的附著力有幫助，這是本發明鎂合金表面處理法的另一優點。鎂鋁合金件如筆記本電腦和手機外殼等，除了前段的壓鑄設備外，後段的皮膜處理是關鍵工藝，本發明可在鎂鋁合金件上披覆一層金屬，可稱為環保工藝，在產業上將取代鉻酸處理。
實施例一材料經[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11和氫氟酸(HF)13溶液處理後，由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察其表面的形貌(請參考圖4所示)與化成皮膜後的形貌相似，所以可達到增加塗裝的附著力的功效；而由表面粗糙度的測量(請參考圖5所示)其表面也可達到相似的粗糙度，以利後續的塗裝。圖5中，Lt測量長度(mm)；Lc每一單位長度取一點(mm)；實驗編號①中採用剛壓鑄完成的試片，未經任何處理(as-diecast)。
實施例二本發明的鎂合金表面處理法經由電化學實驗結果發現，經過[氫氟酸+硫酸]11和氫氟酸氫13溶液處理後，其腐蝕電流可大幅下降，腐蝕電流可從約300微安培/平方釐米(μA/cm2)降到10微安培/平方釐米(μA/cm2)以下，如圖6及表二所示。其結果與鉻酸、非鉻酸系列的化成皮膜處理相近。
表二、實施的試片經特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前後的腐蝕電流比較。
本發明的鎂合金表面處理方法經由X-光衍射儀的分析結果，如圖7所示，圖中符號①表示採用剛壓鑄完成、未經任何處理的試片(as-diecast)作對照。可以看出，經過本發明的方法處理後β相(Mg17Al12)的衍射峰消失，使得處理後的試片表面形成單一相的結構；其抗蝕性增加，達到其保護效果。由實驗證明是移除β相(Mg17Al12)和富鋁(Al-rich)相，而沒有在其表面形成一層皮膜，因此在回收上並不需要再另外做剝離的處理。
如圖8所示，為本發明的實施例的表面經[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘後，接著再經氫氟酸(HF)13處理3分鐘後的結果的金相圖與數據分析示意圖。圖8中1、2兩個分析位置的數據分析結果記錄於表三。
表三、數據分析結果(原子百分比)
由表三中的數據分析可顯示出材料表面的氟含量很高，而氟會破壞臭氧層，也會導致溫室效應等不良的後果；但是，本實施例的材料表面無鐵、錳、鉻等重金屬產生，也無磷產生。
如圖9所示，為本發明的實施例的表面經[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘後，接著經氫氟酸(HF)13處理3分鐘，最後，再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14中，進行30分鐘至60分鐘處理後的結果的金相圖與數據分析示意圖；圖9中1、2兩個分析位置的數據分析結果記錄於表四。
表四、數據分析結果(原子百分比)
由表四中的數據分析可顯示出經碳酸鈣(CaCO3)水溶液14處理後，可大幅降低其含氟量；本實施例的材料表面無鐵、錳、鉻等重金屬產生，也無磷產生。其中，碳酸鈣水溶液中碳酸鈣(CaCO3)與水的比率為5wt％；例如，其組成可以為碳酸鈣(CaCO3)5g+水(H2O)100mL；操作溫度40℃。
如圖10所示，為傳統的物件經表面烤漆前後的照片，其中，左上圖與右上圖為傳統的物件未經表面烤漆之前的相片，左下圖與右下圖為經表面烤漆後的照片；經上下互相對照後，可輕易看出傳統的物件表面缺乏光澤度，對需要美觀的產品而言，是一個嚴重的缺點。
如圖11所示，為本發明的實施例經表面烤漆前後的照片；左上圖與右上圖為實施例未經表面烤漆之前的相片，左下圖與右下圖為經加碳酸鈣表面烤漆後的照片；由圖中經上下互相對照後，可看出本實施例的物件材料表面具有很好的光澤度。
如圖12所示，為本發明的實施例的表面經[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘(min)後，接著再經氫氟酸(HF)13處理3分鐘(min)後的經表面處理後的表層附著情況的示意圖；左上圖顯示本實施例的烤漆面朝下，試片往下彎曲；右上圖為本實施例試片的正視圖，左下圖顯示實施例的試片往下彎曲後，烤漆層a仍附著於基材表面。
如圖13所示，為本發明的實施例的表面經[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘(min)後，接著經氫氟酸(HF)13處理3分鐘(min)，最後，再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14進行30分鐘至60分鐘處理後的表層附著情況的示意圖，左上圖顯示本實施例的烤漆面朝下，試片往下彎曲；右上圖為本實施例試片的正視圖，左下圖顯示實施例的試片往下彎曲後烤漆層a仍附著於基材表面。
由上述可知，本發明的鎂合金的表面處理方法，可達到以下的性能要求(1)塗膜密著性；(2)裸露耐蝕性；(3)低電阻值；(4)不含鉻等有害物質。
上述本發明的鎂合金表面處理法的使用及實施例，為本發明的優選實施例之一，並非用以局限本發明的特徵，凡利用本發明相關的技術手段、創設原理的再創作，均應屬於本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經氫氟酸溶液處理；d.之後再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
2.如權利要求1所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸的體積比率為0.05-0.2；硫酸的體積比率為0.02-0.08；水的體積比率為0.4-0.8。
3.如權利要求1所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸溶液中氫氟酸的體積比率為0.1-0.3；水的體積比率為0.7-0.9。
4.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.之後經氫氟酸溶液處理；所述氫氟酸溶液中氫氟酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最後經碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
5.如權利要求1或4所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸混合溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘。
6.如權利要求1或4所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為0.5-15分鐘。
7.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8，且氫氟酸與硫酸混合溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.接著經氫氟酸溶液處理；所述氫氟酸溶液中氫氟酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9，且氫氟酸溶液處理的操作溫度20-40℃，時間為0.5-15分鐘；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最後經碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
8.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其應用於AZ91D鎂合金，所述AZ91D鎂合金的組成為包括Al、Zn、Mn、Si、Cu、Fe、Ni及Mg。
9.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其應用於鎂合金中β相和富鋁相的去除。
10.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，碳酸鈣水溶液處理的操作時間為30至60分鐘。
11.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.174，硫酸0.052，水0.774；操作溫度25℃；操作時間3.5分鐘。
12.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸的溶液中氫氟酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.2，水0.8；操作溫度25℃；操作時間3分鐘。
13.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述碳酸鈣水溶液中碳酸鈣與水的比率為5wt％；操作溫度40℃。
全文摘要
本發明涉及鎂合金表面處理方法，包括步驟a.先經由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經氫氟酸溶液處理；d.之後再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。本發明的方法是以簡單的蝕刻液在室溫的條件下，短時間對鎂合金表面進行選擇性蝕刻，使材料表面形成單一相，並杜絕腐蝕。
文檔編號C23F1/10GK1824832SQ200510008809
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月23日 優先權日2005年2月23日
發明者汪俊延, 卓錡淵, 李青霏 申請人:汪俊延, 卓錡淵, 李青霏