[发明专利]一种增强镁合金表面双羟基金属氧化物涂层耐腐蚀性能的方法

说明书

本发明公开了一种增强镁合金表面LDH涂层耐腐蚀性能的方法，包括镁合金产品表面打磨去油污处理、LDH溶液的配制、镁合金表面LDH的生长、配制缓蚀剂溶液和沉积缓蚀剂，其特征在于按下列步骤进行：（a）对镁合金进行前处理，（b）LDH溶液的配制，（c）镁合金表面LDH的生长，（d）配制缓蚀剂溶液，（e）沉积缓蚀剂，将沉积有LDH的镁合金浸入缓蚀剂溶液中，常温浸泡12‑72小时后，取出经水冲洗干净，并吹干或风干。本发明经动电位极化曲线检测，腐蚀电流密度下降至1纳安以下。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是一种增强镁合金表面双羟基金属氧化物（LDH）涂层耐腐蚀性能的方法。

背景技术

能源危机和环境污染是人类21世纪正面临和亟待解决的问题。降低能源消耗和减少污染物排放的一种重要手段是实现产品的“轻量化”，即尽可能使用轻质合金构件。铝合金和镁合金均为轻质合金，前者的密度约为2.7 g cm³，后者的密度约为1.7 g cm³。尽管铝合金的密度更高，但相对于镁合金，前者目前的应用范围更加广泛。一个重要的原因是铝合金自身可在其表面可以形成一层具有保护作用的氧化膜，而镁合金表面形成的氧化膜疏松多孔，所起的保护作用不具有实用价值。因而，尽管镁合金还具有比强度高，可塑造性能好，减震性能优，易回收等诸多优点，但仍未能规模化的走向市场。为了克服镁合金易腐蚀的缺点，目前最主要的方法是在其表面形成一层防护膜。例如，传统的铬转化膜，磷化膜，电镀或化学镀层，阳极或微弧氧化膜等。但是，以上这些方法和工艺都或多或少存在一些不利于规模化生产的缺点。例如，六价铬对环境污染严重，对人类健康构成极大危害，在很多领域已经明令禁止；微弧氧化需要消耗较高的电能，而且镁合金微弧氧化的效果也不如在铝合金中那么理想；电镀和化学镀方法中涉及的镀液的处理是一个非常棘手的问题, 近年来有人尝试用水滑石薄膜来提高镁合金的抗腐蚀能力，如中国专利201310368527.5公开了以镁合金表面水热沉淀法制备的缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜来降低镁合金腐蚀速度的方法，其具体做法包括以下步骤：

（a）对镁合金样品进行打磨去油预处理；

（b）将可溶性二价金属盐AY2和可溶性三价金属盐BY3按照物质的量之比2∶1溶于去离子水中，配制成0.02～0.2 mol/L AY2和0.01～0.1 mol/L BY3的混合溶液，将混合溶液置于三口烧瓶中搅拌、加热至60～80 ℃；

（c）称取一定物质的量的NaOH和缓蚀性阴离子钠盐溶于步骤b）等量的去离子水中， 在N₂保护下将其缓慢加入步骤b所述三口烧瓶中，调节pH为9～10，温度保持在60～80 ℃， 加热搅拌72 h，陈化12 h，制得LDHs溶胶；

（d）将预处理得到的镁合金样品和LDHs溶胶置于水热反应釜中，其中，LDHs溶胶填充度为70%， 之后将水热反应釜放入干燥箱中进行水热沉积，温度为120 ～ 160℃，时间为12～ 72 h，即得缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜。该膜表现出了良好的应用前景，其在3.5%NaCl溶液中浸泡12小时表面无蚀点。但是因其工艺不够优化、操作反应条件等尚有待进一步改进，如上述的镁合金表面形成的单一的LDH涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡数天便出现明显的点蚀坑。若在更加恶劣的环境中，对于LDH涂层的应用将是极大的考验。因此研制一种优化LDH涂层的制备工艺，提高LDH涂层的耐腐蚀能力，发展适用于镁合金的高耐腐蚀涂层是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺更简化、进一步增强镁合金表面LDH涂层耐腐蚀能力的方法。本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种增强镁合金表面LDH涂层耐腐蚀性能的方法，包括镁合金产品表面打磨去油污处理、LDH溶液的配制、镁合金表面LDH的生长、配制缓蚀剂溶液和沉积缓蚀剂，其特征在于按下列步骤进行：