[发明专利]镁合金表面环保型黑色膜的制备方法及成膜液

说明书

技术领域

本发明是关于镁合金表面处理技术，具体地说是一种镁合金表面环保型黑色膜的制备方法及成膜液。

背景技术

镁合金主要应用于航天航空、电子及汽车等领域，为了提高镁合金器件的防腐能力、美化产品外观及满足某些特殊器件表面吸光性的要求，需要将镁合金表面处理成黑色。

传统镁合金发黑处理液含六价铬等有毒物质，且需要加温处理。电镀手册[张允诚等，国防工业出版社，1997年7月第二版，p.938]介绍了一系列镁合金发黑液的配方，这些配方中都含有六价铬，处理温度在80℃以上。文献[王伟平，吴向清.电镀与环保，2005，25(2)31-32]报道了一种简单的镁合金黑色化学氧化工艺，但成膜液中也含有六价铬，不符合环保的要求。中国专利申请号200610034746.X发明了一种镁制品镀黑膜方法，具体是将镁合金基体作为阳极浸入含有基础液、发黑剂及络合剂的电解液中，在电解液中浸入另一种金属作为阴极，在两极间加电压放电直至形成黑色膜。此方法存在的弊端是工艺繁琐，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色环保、工艺简单、成本低廉、结合力好、吸光性好、具有较好防腐蚀能力的镁合金表面环保型黑色膜的制备方法及成膜液。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镁合金表面环保型黑色膜的成膜液，所述成膜液由钼酸盐发黑剂、焦磷酸盐辅助成膜剂及强酸性活化剂组成，其中：

钼酸盐发黑剂为钼酸钠、钼酸铵其中的一种或其复配物，其浓度为10-50克/升；焦磷酸盐辅助成膜剂为焦磷酸钠、焦磷酸钾其中的一种或其复配物，其浓度为1-5克/升；强酸性活化剂为硫酸、硝酸、磷酸其中的一种或其复配物，其加入量为使成膜液的pH值达到1.5-3.5；余量为水。

一种镁合金表面环保型黑色膜的制备方法，具体步骤如下：

(1)黑色膜的制备

首先，分别取计量的钼酸盐、焦磷酸盐放入干燥的烧杯中，加入蒸馏水，使其完全溶解；然后，将溶解好的溶液充分混合在一起，加蒸馏水至所需体积；最后，使用强酸性活化剂调节溶液的pH值为1.5-3.5，配制好成膜液放置待用；

(2)成膜处理

在室温下，将酸洗后的镁合金样品放入成膜液中，搅拌，5-30分钟后取出，水洗；

(3)烘干处理

温度50-150℃，时间5-60分钟；

从而，在镁合金表面形成黑色膜，其厚度为2-6微米。

本发明具有如下创新和优点：

1、本发明的处理方法避免使用对人体和环境有害的六价铬等物质，属于绿色环保型工艺。

2、本发明溶液成分及操作工艺简单，易于控制，工艺稳定。在室温条件下，将镁合金制品浸泡在pH为1.5-3.5的钼酸盐成膜液中5-30分钟，表面即可形成美观、耐蚀、吸光性好的黑色膜层。所制备出的黑色膜色泽均匀，与基体结合力好，吸光率大于94％，经3.5wt％NaCl溶液浸泡测试24小时后表面不发生明显腐蚀。

3、本发明不但可以满足某些航天航空器件吸光性的特殊需求，还可以满足汽车、电子领域所用部件美观耐蚀的要求。

附图说明

图1为本发明镁合金表面黑色膜的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明镁合金表面黑色膜的制备方法，其工艺过程为除油→水洗→除锈→水洗→成膜→水洗→烘干，具体步骤如下：

(1)前处理：包括除油和酸洗两个步骤，每个步骤后都需要水洗。

所述除油液是20-100克/升氢氧化钠水溶液。将镁合金样品浸在温度为50-90℃的除油液中3-30分钟，去除样品表面残余的油脂和污物。

所述酸洗水溶液采用的是磷酸二氢盐20-100克/升。将除油后的镁合金样品浸在酸洗液中5-90秒，室温，去除样品表面的氧化物和锈层。

所述磷酸二氢盐是磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵中的一种或其复配物。

(2)黑色膜的制备

首先，配制好成膜液放置待用。该成膜液主要包括钼酸盐发黑剂、焦磷酸盐辅助成膜剂及强酸性活化剂。其方法是分别取计量的钼酸盐、焦磷酸盐放入干燥的烧杯中，加入适量的蒸馏水，使其完全溶解。将溶解好的溶液充分混合在一起，加蒸馏水至所需体积，使用强酸性活化剂调节溶液的pH值为1.5-3.5。

所述成膜液中钼酸盐发黑剂为钼酸钠、钼酸铵其中的一种或其复配物，其浓度为10-50克/升；焦磷酸盐辅助成膜剂为焦磷酸钠、焦磷酸钾其中的一种或其复配物，其浓度为1-5克/升；调节pH用的强酸性活化剂为硫酸、硝酸、磷酸其中的一种或其复配物，其加入量为使成膜液的pH值达到1.5-3.5；余量为水。