[发明专利]一种镁合金的制备和表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理方法，尤其是一种镁合金的制备及表面处理方法。

背景技术

镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度高、比刚度高、尺寸稳定的特点，并且还有良好的机械加工性能和充型流动性；特别是除了上述热力学性能外，镁合金还具有优异的电磁屏蔽性能和可回收利用性能，正是信息时代和低碳环保所急需的新型材料。因此，镁合金被广泛应用于航空航天、汽车工业、计算机产品、通信器材和生物医学等各个领域，其产量年增长率近些年一直高达25％以上。可以说，镁合金已经成为继钢铁、铝合金之后发展起来的第三大金属材料，也是有色金属材料中最有开发和应用前途的金属材料之一。

但是镁合金的缺点也非常明显，通常在120℃以上，其高温强度和蠕变强度都会大幅下降，严重地限制了镁合金的应用范围。此外，除了高温力学性能的不足，镁合金的抗氧化性与耐腐蚀性能也是制约其广泛应用的重要障碍。因此，提高镁合金的高温力学性能，以及提供相应的环保的表面处理工艺以提高其耐蚀性，一直是镁合金的研究重点。

发明内容

因此，本发明的目的即在于提供一种成本低廉、耐热性能优异的镁合金的制备方法，以及提高其耐腐蚀性的相应的表面处理方法。

本发明所采用的技术方案如下：一种耐热铸造镁合金的制备方法，其中镁合金的具体化学成分为(wt％)：Zn 0.5-2，Al 5-9，Cu 1-5，Mn 0.1-0.6，Sb 1-2，余量为Mg及不可避免的杂质。

所述镁合金的制备方法是：按上述各元素配比进行原料的准备；在溶剂或气体的保护下进行熔炼，具体是将工业纯镁加入到坩锅中，镁完全熔化后，在680-700℃时，分别以工业纯锌、纯铝、纯铜、纯锰和纯锑的形式加入合金元素，待合金元素全部熔化后，搅拌均匀并继续升温至730-750℃，精炼10-20分钟后静置20分钟，除去表面浮渣后进行铸造。

将制得的镁合金进行无铬化学表面处理，具体是先在60℃左右进行碱洗除油10-20min；除油后用去离子水洗净，随后以浓度为10g/L的马日夫盐进行浸渍活化处理2min；用去离子水洗净后，以常规的化学镀镍溶液对镁合金进行镀镍处理20-30min。

本发明中，在满足上述合理元素配比的情况下，镁合金的高温力学性能具有显著提高了；化学表面处理中没有使用含Cr溶液，清洁环保，并且显著提升了镁合金的耐腐蚀性能。

具体实施方式

一种耐热铸造镁合金，其中镁合金的具体化学成分为(wt％)：Zn 0.5-2，Al 5-9，Cu 1-5，Mn 0.1-0.6，Sb 1-2，余量为Mg及不可避免的杂质。

所述镁合金的制备方法是：按上述各元素配比进行原料的准备；在溶剂或气体的保护下进行熔炼，具体是将工业纯镁加入到坩锅中，镁完全熔化后，在680-700℃时，分别以工业纯锌、纯铝、纯铜、纯锰和纯锑的形式加入合金元素，待合金元素全部熔化后，搅拌均匀并继续升温至730-750℃，精炼10-20分钟后静置20分钟，除去表面浮渣后进行铸造。

经测试，本发明镁合金在150℃条件下，抗拉强度达到180MPa，屈服强度达到140MPa，持久寿命超过500小时。而镁合金的耐腐蚀性也较处理前大为提升，在电化学测试中，腐蚀电流减少至少2/3。