[发明专利]制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的氧化液及方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金表面改性领域，涉及一种不含铬的在镁合金表面制备耐腐蚀复合膜的化学氧化液，本发明还涉及一种利用该氧化液制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法。

背景技术

镁合金是最轻的商用金属结构材料，常用镁合金的密度约为铝合金的2/3，钢铁的1/4。与其他金属结构材料相比，镁合金具有比强度、比刚度高、减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强、易切削加工、易回收等优点，在汽车、电子、电器、交通、航空航天等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但是镁合金电极电位较低(约为-2.34KV)，容易在各种介质中腐蚀，极大的限制了镁合金的推广应用；因此，有必要进行适当处理以提高镁合金的耐腐蚀性能。

在众多提高镁合金表面耐腐蚀性能的技术中，化学转化投入少，产率高，操作简便的优点，已经得到较为广泛的应用。但是目前化学转化处理的主流方法均以重铬酸盐或铬酐为主要原材料，处理液中含有大量剧毒性Cr⁺⁶离子，属于严格限制排放的物质，随着环保标准的提高，铬酸盐转化膜工艺将逐步被取缔。

有鉴于此，有必要开发一种无铬转化处理液和相应的化学转化成膜工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的氧化液，本发明还提供一种利用该氧化液制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的氧化液，所述氧化液含磷酸氢钠、硝酸钙、苯磺酸钠、钼酸盐、磷酸和氢氧化钠，其中：磷酸氢钠浓度为0.5-45g/L；硝酸盐浓度为0.70-22g/L；苯磺酸盐浓度为0.5-5.7g/L；钼酸盐浓度为2-3g/L；磷酸浓度为0.05-5.50mL/L；氢氧化钠浓度为1-7g/L。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的氧化液的优选，所述磷酸氢钠浓度为5-25g/L；硝酸钙浓度为3-18g/L；苯磺酸钠浓度为1.2-4.8g/L；钼酸盐浓度为2.2-2.5g/L；磷酸浓度为0.12-4.80mL/L；氢氧化钠浓度为2-4.6g/L。

本发明的氧化液由有机盐和无机盐组成，不含铬离子，具有绿色环保的优点；本发明的氧化液不含稀土或贵金属，原材料成本低。

运用所述氧化液制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法，依次包括脱脂、活化、表调和氧化步骤。

本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法，脱脂步骤所用脱脂液含碳酸钠、磷酸三钠、氢氧化钠、OP-10，其中碳酸钠浓度为12-16g/L，磷酸三钠浓度为10-38g/L，氢氧化钠浓度为5-8g/L，OP-10浓度为0.5-2mL/L。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的优选，活化步骤所用活化液包括酒石酸、乳酸、苯磺酸钠，其中酒石酸浓度为0.7-9.0g/L，乳酸浓度为2.2-11.0g/L，苯磺酸钠浓度为0.5-5.7g/L。

本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法，严格选用脱脂、活化、表调和氧化步骤所用溶液，最终可制得各项指标优异的耐腐蚀复合膜，该膜的中性酸雾检测等级可达9级以上。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的另一种优选，表调步骤所用表调液包括氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸钠，其中氢氧化钠浓度为12-69g/L，亚硝酸钠浓度为1.10-35.00g/L，硝酸钠浓度为0.10-23.50g/L。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，脱脂步骤时间为5-7min，温度为60-65℃。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，活化步骤时间为40-60s，温度为45—55℃。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，表调步骤时间为5-7min，温度为75—85℃。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，氧化步骤时间为0.5-2min，温度为45—55℃。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，还包括水洗步骤，脱脂、活化、表调或化学氧化后的镁合金经水洗后进入后续工序。

作为本发明制备镁合金表面耐腐蚀复合膜的方法的进一步优选，还包括位于化学氧化后的干燥步骤，干燥温度为80-120℃，时间为20-40min。

本发明进一步限定了脱脂、活化、表调、氧化和干燥步骤的工艺参数，避免因为操作不当引起的氧化层电阻过高、化学盐雾等级差等问题，对于在镁合金表面获得高品质的耐腐蚀复合膜具有重要作用。