[发明专利]一种镁合金表面处理方法及采用该方法制得的镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理领域，更具体的说，涉及一种镁合金表面处理方法以及采用该方法制得的镁合金。

背景技术

镁合金是目前最轻的金属工程材料，密度为1.75-1.90g/cm³，仅为铝合金的2/3，钢铁的1/4比强度高，导热导电性能好，同时具有良好的阻尼减震和电磁屏蔽功能，加之存储量丰富，易于回收利用，日益得到广泛应用。作为电子产品，例如：移动通讯、笔记本电脑等的壳体机构件，可替代目前被广泛使用的塑料，满足电子产品的轻薄化、小型化以及高度集成化的要求。尤其是在汽车车体上镁合金的大量应用，可以实现汽车的轻质化，据测算，汽车自重减轻10％，其燃油效率可提高5.5％，减少燃料消耗，能够同时减少汽车温室气体排放量，降低污染，在环境保护上具有重大意义。因此，镁及镁合金已经成为现代汽车、电子、通讯及航天航空等领域的首选材料，被誉为“二十一世纪的绿色工程材料”。

然而，镁的化学性质活泼，稳定性低，标准电极电位较负(-2.36eV)，即使在室温下也会在空气中发生氧化，表面氧化膜疏松，耐蚀性极差。然而，金属结构件在某些领域(例如：作为汽车发动机的结构件)的使用环境较为恶劣，因此，镁合金的耐蚀性差成为制约其发展的一个重要因素，必须通过一定的表面处理提高其耐腐蚀性，才能满足某些领域的实际需要。

目前常见的镁合金表面处理方法有化学镀、阳极氧化、微弧氧化、电镀、化学转化、激光表面处理、有机涂装等。但是在实际生产中，采用单一的表面处理方法，其稳定性都不够好，与基体的结合不牢固，耐腐蚀性有待提高，例如：单纯采用阳极氧化或微弧氧化后的镁合金经盐雾试验测试，其耐腐蚀性在100小时以内，远低于实际应用中500小时以上的要求。

中国发明专利申请(公开号：CN101634044A)公开了一种镁合金表面磷化和微弧氧化复合处理方法，首先对镁合金表面进行前处理，然后进行磷化处理，清洗后再进行微弧氧化处理，最后进行镁合金表面的后处理：封孔处理与有机涂层喷涂。镁合金在复合磷化处理液中进行处理，其表面形成复合磷酸盐化学转化膜，生成一层非金属的、不导电的磷酸盐薄膜，有效地阻碍镁合金的腐蚀，降低镁合金表面的磨损；镁合金表面又经微弧氧化处理后，微弧氧化陶瓷层特有的微观组织结构，使其耐腐蚀性、膜层硬度、耐磨性、与基体的结合力都明显增强。该发明采用了镁合金复合表面处理方式，其稳定性、吸附性、耐磨性和耐蚀性相较于单一的表面处理方法大大提高，与基体结合牢固。然而，由于微弧氧化层的微观组织结构复杂，其不同位置处的致密度不同，存在会导致腐蚀发生和发展的孔洞结构，因而，这种复合处理方法对镁合金耐腐蚀性的提高效果有限。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的镁合金的耐腐蚀性能差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种镁合金表面的处理方法，包括下述步骤：

1)对镁合金进行微弧氧化处理，在镁合金表面形成微弧氧化膜层，所述微弧氧化膜层包括致密层和疏松层；

2)对微弧氧化后的镁合金进行喷砂处理去除疏松层；

3)对镁合金进行涂装处理，在致密层上形成涂层。

其中，所述微弧氧化膜层的厚度为10-80μm，其中，所述致密层的孔隙尺寸小于3μm，其厚度占微弧氧化膜层厚度的20-60％，并且喷砂处理后保留的致密层的厚度不小于3μm。

优选地，经过喷砂处理后镁合金表面的粗糙度为0.5-10μm，涂装处理后形成的涂层厚度为15-40μm，并且所述粗糙度小于所述涂层厚度的30％。

优选地，所述微弧氧化的条件为：将镁合金置于容纳有电解液的不锈钢槽体中，以镁合金工件为阳极，以不锈钢槽体为阴极，采用直流正脉冲电流，电压为200-500V，频率为180-450Hz，占空比为5-45％，氧化时间为10-120min。

优选地，所述喷砂处理采用压缩空气为动力，将砂料高速喷射到镁合金的表面，所述砂料选用40-230目的球形喷砂砂料或者50-200目的非球形喷砂砂料。

优选地，所述涂装处理为有机涂装处理，采用有机涂料进行喷涂或涂覆。

优选地，在所述喷砂处理后、涂装处理前将镁合金在80-100℃的去离子水中超声波清洗5-25分钟，然后烘干。

本发明还提供的一种经过上述表面处理方法制得的镁合金，包括镁合金基体以及形成于镁合金基体表面的膜层，所述膜层包括微弧氧化层、以及涂覆于微弧氧化层上的涂层，所述微弧氧化层由致密层所构成。

其中，所述致密层的厚度为3-48μm。