[发明专利]一种镁合金及其表面处理方法

说明书

本发明一种镁合金表面处理方法，包括以下步骤：S1、镁合金表面预处理，得到干净粗糙的镁合金表面；S2、活化处理，将镁合金置入含活化粒子的活化液溶液中，进行活化；S3、电氧化钝化，再将镁合金置入电氧化溶液，采用恒压氧化的控制方法，在镁合金表面形成钝化膜。对镁合金表面进行活化后，再通过电解的方式对活泼镁合金表面电氧化钝化，可牢固地将具有化学沉积活性的金属粒子镶嵌于钝化膜中，采用先活化再电氧化形成一层具有活性的电氧化钝化膜后再进行化学镀镍的工艺，克服镀液对镁合金基底的直接腐蚀而使镁合金施镀困难，适用于所有镁合金基底材料，特别对高活性稀土镁合金及镁锂合金基材的化学镀镍具有较好的效果。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，特别涉及一种镁合金及其表面处理方法。

背景技术

镁合金有许多独特的优点，如密度低、比强度和比刚度高，且阻尼性、切削性、铸造性能优越，在汽车工业、航天航空工业、电子工业上得到了日益广泛的应用。虽然镁原料丰富，在自然资源中处于第八位，但作为结构材料，其耐蚀性差制约了它更广泛的使用。

目前，镁合金的防腐措施主要有电镀与化学镀，化学转化膜，有机涂层，气相沉积，激光表面合金化，阳极氧化等。在工业上应用较多的是化学转化膜和阳极氧化，阳极氧化是将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成一层氧化层的过程。镁合金阳极氧化得到的氧化层一般由内层的致密层及阻挡层和外层的多孔层组成，厚度可达10-100μm，在一定程度上具有良好的耐蚀性。但由于氧化层存在较多且不小的孔洞，当其处于腐蚀介质中时，腐蚀介质很容易通过外层孔洞进入氧化层内部，而很薄的阻挡层无法长时间保护镁合金基底，所以对阳极氧化层进行后处理以消除孔隙与缺陷是至关重要的程序。目前，对镁合金阳极氧化层进行封孔处理的方法有沸水，硅烷，铬酸盐，硅酸盐，磷酸盐，溶胶-凝胶，金属化学沉积，以及有机物封孔。其中有机物封孔能够大大提高阳极氧化膜的耐蚀性，但是由于有机涂层的耐磨性以及耐热性差，使其有一定的局限性。为了得到耐蚀性、结合力且耐磨耐热性良好的产品，可以采用在阳极氧化膜上进行化学镀镍，从而能达到预期性能。

阳极氧化在外加电流的作用下会形成一层氧化膜。这一层氧化膜在镁合金基材表面生成，具有隔断镁合金基底与腐蚀介质直接接触的作用，在进行化学镀镍后，可以在其表面形成更加致密的金属复合镀层，能为镁合金基底提供更有效的保护。阳极氧化所形成的氧化膜层能够提高金属表面硬度以及耐蚀性，是一种类似陶瓷结构的氧化层，属于非活性基材，需要复杂的活化过程才能进行化学镀镍。电氧化钝化与阳极氧化相似，也是在外加电流作用下，在金属表面形成一层氧化膜的过程。一般的电氧化钝化所形成的氧化膜层能够提高金属表面硬度以及耐蚀性，由较厚的内层紧密层和较薄的外层多孔层组成，厚度仅为1-5μm，与阳极氧化层一样也无直接化学镀镍的活性。传统的阳极氧化形成的非金属氧化膜的无沉积活性表面，不能直接进行化学镀镍，而在非活性基材表面活化方法有氯化钯敏化活化法和钯胶活化法，催化性涂料活化、银浆法、钼锰法等传统方法。但是这些方法都有较大的不足，比如钯以及钯化合物的价格较贵，且活化大多是在强酸性条件下进行，对于阳极氧化膜的破坏较大，催化性涂料活化其与化学镀镍的结合力不足，而银浆法和钼锰法耗能较大。再如CN 100545305C公开方案中就采用胶体钯的活化工艺，氢氧化钯胶体不稳定，采用湿法和干法还原胶体钯的方法，操作复杂，成本较高，且在pH为5-6的环境下对氧化层具有一定的损伤。目前，也有很多关于非钯活化的专利，如CN 100342058 C专利中采用的是镍粒子活化法，其将要活化的试片浸入到乙酸镍的甲醇溶液中，后采用在常温下利用硼氢化钠还原镍离子，使得试片表面附着一层镍颗粒，产生对镍的催化活性，但是此专利中的活化液不能重复使用，不够稳定，还原过程中容易产生镍的聚沉，并且镀层的结合力不够好。部分文献中报道的非钯活化TiB₂活化，Ni纳米颗粒活化，碘离子交换活化，银纳米粒子活化法等。相对于钯活化，非钯活化的方法成本低，能够在非活性基材成功进行化学镀镍，但是活化方式比较复杂，工艺不稳定，很难实现工业化。

发明内容