[发明专利]镁合金无铬转化膜的成膜溶液和用其制备转化膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术，具体地说是一种镁合金无铬转化膜的成膜溶液和使用所述成膜溶液制备镁合金无铬转化膜的方法。

背景技术

镁及其合金作为最轻的结构材料具有众多优异的性能，如比强度和比刚度高，导电性和散热性好，易于切削加工和回收利用，又具有电磁屏蔽性，加之存储量丰富，被誉为绿色环保材料，广泛用于电子，航天航空及汽车领域。然而，镁是一种十分活泼的金属。在实际使用中镁合金部件表面需要进行防护。铬酸盐转化膜是一种成本低、耐蚀性优异的镁合金表面处理方法。但由于成膜溶液中含有对环境污染严重的六价铬，使该工艺被限制使用，并将逐渐被取缔。因此迫切需要研究一种制备无铬、耐蚀性好的镁合金转化膜的成膜溶液。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种可制备出耐蚀性好的镁合金无铬转化膜、且对环境影响小的成膜溶液。

本发明的另一个目的在于提供一种耐蚀性好的镁合金无铬转化膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镁合金无铬转化膜的成膜溶液，其特征在于：该成膜溶液包含锆离子、锰离子、钡离子和磷酸盐腐蚀抑制剂，其中成膜溶液pH值为1-5。

所述成膜溶液中锆离子的含量为0.01-2克/升；锰离子的含量2-14克/升；钡离子含量为0.01-8克/升；磷酸盐腐蚀抑制剂的含量8-30克/升。

成膜溶液中的锆离子选自于氟锆酸钾、硝酸锆、乙酰丙酮锆、氟化锆或硫酸锆中的一种或几种。

成膜溶液中的锰离子选自于硝酸锰、磷酸二氢锰或硫酸锰中的一种或几种。

成膜溶液中的钡离子选自于醋酸钡或硝酸钡中的一种或几种。

成膜溶液中的磷酸盐腐蚀抑制剂选自磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸钠、磷酸钾或其它磷酸盐类中的一种或几种。

该成膜溶液还可包含浓度为0.2-3克/升的钼酸盐加速剂。

所述钼酸盐加速剂选自钼酸钠、钼酸钾或钼酸铵中的一种或几种。

一种利用上述成膜溶液制备镁合金无铬转化膜的方法，包含如下步骤：

1)脱脂：用碱性溶液清除镁合金基体表面的油污；

2)酸洗：有机酸溶液中清除镁合金基体表面的氧化层和杂质；温度控制在20-50℃之间，时间为0.5-5min；

3)活化：含酸性氟化物的活化溶液中活化镁合金基体；温度为20-60℃；活化时间为2-20min；

4)表调处理：含磷酸钛的表调溶液中对镁合金基体进行表调处理；表调溶液的温度为20-50℃；表调处理的时间为0.5-10min；

5)成膜处理：将前处理后的镁合金基体浸泡在所述的成膜溶液中进行成膜处理；控制温度为30-90℃，浸泡时间为5-60min，保持pH值为1-5之间；

每步后都需要水洗。

所述酸洗溶液为0.2-2wt％的有机酸。

所述酸洗溶液中使用的有机酸选自柠檬酸、丁二酸、乳酸或醋酸中的一种或其组合。

所述活化液中酸性氟化物的浓度为2-15wt％。

所述活化溶液中的酸性氟化物选自氟化氢铵或氟硅酸中的一种或其组合。

所述表调溶液中磷酸钛的浓度为0.1-3wt％。

本发明具有如下的优点及有益效果：

1.采用本发明在处理过程中没有使用铬元素，减少了对环境的污染。

2.本发明成膜溶液中的钡离子可使生成的转化膜更光滑、致密；锆离子有利于增加转化膜与后续有机涂层的结合力；钼酸盐可以加快成膜速度，缩短成膜时间。

3.本发明在制备镁合金无铬转化膜的酸洗过程采用有机酸，对镁合金基体侵蚀比较均匀，避免了镁合金表面成分偏析的产生。

4.本发明在制备镁合金无铬转化膜过程中的表调处理，使镁合金表面形核中心增多，有利于转化膜致密性的提高。

5.采用本发明的方法所制备的转化膜耐蚀性优异，并具有良好的漆膜附着力。

具体实施方式

本发明提供一种镁合金无铬转化膜的成膜溶液，该成膜溶液包含锆离子、锰离子、钡离子和磷酸盐腐蚀抑制剂，其中成膜溶液pH值优选为1-5。

本发明成膜溶液中包含0.01-2克/升的锆离子；2-14克/升的锰离子；0.01-8克/升的钡离子；8-30克/升的磷酸盐腐蚀抑制剂。所述成膜溶液的制备过程是：分别称取计量的含有上述离子的物质，加入适量的水使其完全溶解，再将溶解好的溶液充分混合在一起，加水稀释至所需浓度，所述的水优选蒸馏水。