[发明专利]一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及处理方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及处理方法。

背景技术

常用的轻金属素材有三种：钛、铝、镁，而镁是其中最轻者。镁的密度为1.78克/厘米³，为铝的2/3，钛的2/5。且镁合金具有耐热、减震、强度高、易于压铸成型、可直接回收等优点。因为重量轻，镁合金被广泛应用于航空航天领域。最近几年镁合金也被大量用于制造笔记本电脑及一些电子产品的外壳。另外，镁合金也是汽车轻量化最具吸引力的结构材料之一。目前许多国家都在研制新型镁合金压铸技术。在家用轿车上，如驾驶盘、座椅架、变速箱等部件上有着广泛的应用前景。但是，镁是极活泼的金属，标准电极电位为-2.36伏，在空气中即与氧形成脆而疏松的氧化膜，因此镁合金的耐腐蚀性很差，制约了镁合金的使用。因此，镁合金结构材料在使用前要进行适当的表面处理，以提高它的耐腐蚀性，这对发挥镁及镁合金的性能优势有着重要的意义。

CN1837407A公开了一种镁或其合金的表面处理方法，该方法包括先对工件表面进行除油处理，然后，将镁或其合金浸入处理液中并搅拌溶液，浸泡温度为室温，浸泡时间为0.5-10分钟，上述处理液由质量百分比为0.5-10％的草酸、质量百分比为0.5-15％的磷酸、质量百分比为1-10％的氟化氢铵、质量百分比为1-3％的缓蚀剂和质量百分比为0.0005-0.001％的润湿剂以及余量为去离子水组成。

该镁合金的表面处理方法包括先对镁合金进行预处理——除油处理，然后与酸性溶液接触，进行酸洗。该方法通过将镁或其合金浸泡在上述酸处理液中以除去镁或其合金表面的氧化膜、氧化皮及带应力的塑性变形表层皮。该方法所采用的酸处理液中含有具有毒性的化学药品氟化氢铵，它水解后会产生H⁺和F^-，这种酸处理液相当于传统的氟化氢处理液，对人体和环境有害。另外，该法所形成的氟化镁膜薄层使镁或其合金表面活化不足，在进一步用化学转化液处理时，形成的转化膜不均匀，耐腐蚀性能不理想，且转化膜的表面电阻高，转化膜的表面电阻过高会限制镁合金的应用，如在转化膜表面做电泳漆前，要求镁合金的转化膜具有强导电性，若转化膜的表面电阻过高会影响镁合金的导电性，且漆膜的结合力差。

酸洗后还可以进一步将镁合金与化学转化处理液接触，使镁合金与化学转化处理液接触是为了在镁合金表面形成由氧化物或金属盐形成的钝化膜，以起到对镁合金表面的防腐蚀作用。现有技术中通常采用铬系元素溶液对镁合金进行化学转化处理，以形成一层致密膜防止镁合金被腐蚀。传统的铬酸盐处理工艺虽然效果良好，但是其中含有六价铬离子，毒性大，污染环境，且废液处理的成本较高。同时，在用含有重金属盐的化学氧化液对镁合金进行化学氧化的场合，金属进行再循环利用时，重金属元素会成为杂质，影响合金的组成。因此，采用无铬化学转化处理液对镁合金进行表面处理的方法越来越受到人们的重视。

CN1386902A公开了一种用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质，该方法采用的化学转化试剂包括磷酸根离子和高锰酸根离子，并且其pH值为1.5-7。所述磷酸根离子的来源包括磷酸盐，如，磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和正磷酸，高锰酸根离子的来源包括高锰酸钾、高锰酸钠和高锰酸铵的水溶液。该处理方法包括将镁合金基质与上述化学转化试剂接触，该方法还可以包括在将镁合金基质与上述化学转化试剂接触之前，将所述镁合金基质预先进行脱脂、酸浸和去酸洗泥处理；所述酸浸所用的酸至少包含选自硫酸、硝酸、磷酸和含氟化合物中的一种酸；优选为氟硅酸和正磷酸混合水溶液或者硫酸或硝酸水溶液。该方法虽然可以在镁合金基质表面形成转化膜，但是，该转化膜的耐腐蚀性和漆膜结合力均较差，不如由铬酸盐法获得的转化膜，且转化膜层不均匀，易出现金属亮点。

发明内容

本发明的目的是克服现有的镁合金表面处理方法中采用的处理溶液对镁合金表面的活化性能差、且具有毒性会危害人体健康和对环境造成污染的缺陷，提供一种用于处理镁合金表面的酸性溶液及能够使镁合金表面得到充分活化的环保的镁合金表面的处理方法。