CN102226277A - 镁合金化学氧化方法 - Google Patents

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李智勇
赵学良
王小勇
周夏芳
孙一卫
黄永亮
李斌林
黄向群
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Abstract

本发明属于表面处理技术，涉及对镁合金零件表面进行化学氧化后最大限度减少对尺寸影响的工艺方法改进。本发明镁合金化学氧化方法先根据HB/Z5078所采用的工艺参数按正交试验法可确定第一组试验方案；为排除工序间的相互影响，再对试验件单独除油、出光、氧化，从而确定第二组试验方案。然后根据第一、第二组的试验结果确定第三组试验方案。通过三组试验数据分析，找到最佳的镁合金化学氧化工艺参数。本发明镁合金化学氧化方法通过试验选定除油、出光、氧化的各参数，从而有效控制对零件的腐蚀量，能在保证氧化效果的同时最大限度地减少对零件尺寸的影响，保证零件的氧化质量。

Description

镁合金化学氧化方法
技术领域
本发明属于表面处理技术，涉及一种对镁合金零件表面进行化学氧化后最大限度减少对尺寸影响的工艺方法。
背景技术
镁合金属于易腐蚀合金，在加工过程要求在各个环节严加控制。镁合金化学氧化工艺过程中对镁合金零件工序主要有除油、出光、氧化。因此主要对除油、出光、氧化三工序的处理时间、处理温度对镁合金氧化零件尺寸的影响进行研究分析。现有的镁合金氧化采用的工艺是参照HB/Z5078-1978，但在实际生产中发现该工艺参数不合理，腐蚀量难以控制，对零件的尺寸影响较大，从而难以保证零件质量。
发明内容
本发明的目的是：提供了一种通过控制工艺参数，可以有效控制腐蚀量，提高零件质量的镁合金化学氧化方法。
本发明的技术方案是：一种镁合金化学氧化方法，其包括根据HB/Z5078所采用的工艺参数按正交试验法确定第一组试验的步骤；
包括只对试验件单独除油、出光、氧化而确定第二组试验的步骤；
包括根据第一、第二组的试验结果，选取合适的除油、出光、氧化参数而确定第三组试验的步骤。
所述镁合金化学氧化方法，
(1).除油工艺参数如下：
Figure BSA00000513785700011
(2).出光工艺参数如下：
为减少出光时间对零件尺寸的影响，出光时间必须严格控制，具体参数为：
铬酐       150g/l～250g/l
温度       环境温度
时间       ≤15S；
(3).氧化工艺参数
Figure BSA00000513785700021
当温度超过30℃时，出光时间不超过10S。
一种镁合金化学氧化方法，其包括如下步骤：
步骤1：初步擦拭除油；
步骤2：装挂零件；
步骤3：除油
零件在下述溶液中除油后，经热水洗、冷水洗，
Figure BSA00000513785700022
除油过程中及时清除液面浮油；
步骤4：出光
零件在下述溶液中出光后，经去离子水清洗；
铬酐    150g/l～250g/l
温度    环境温度
时间    ≤15S
步骤5：氧化
零件在下述溶液中进行氧化后，经去离子水清洗，
Figure BSA00000513785700023
Figure BSA00000513785700031
步骤6：烘干；
步骤7：拆卸干的零件。
步骤3中的除油工艺参数如下：
Figure BSA00000513785700032
步骤4中的，出光工艺参数如下：
为减少出光时间对零件尺寸的影响，出光时间必须严格控制，具体参数为：
铬酐         200g/l
温度         环境温度
时间         ≤15S，当温度超过30℃时，出光时间不超过10S。
步骤5中的氧化工艺参数如下：
Figure BSA00000513785700033
本发明的优点是：本发明镁合金化学氧化方法通过试验选定除油、出光、氧化的各参数，从而有效控制对零件的腐蚀量，能在保证氧化效果的同时最大限度地减少对零件尺寸的影响，保证零件的氧化质量。
附图说明
图1是本发明镁合金化学氧化方法所涉及的镁合金零件圆柱体部分示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
请参阅图1，其是本发明镁合金化学氧化方法中所涉及的镁合金零件圆柱体部分示意图。本实施方式中，从镁合金零件圆柱体部分截取十一件圆环状试样，试样宽度为40mm，表面粗糙度要求与零件状态相同，要求试验前测量试样内、外径尺寸并作记录。
本发明针对除油温度、时间，氧化温度、时间，以及出光时间对零件尺寸的影响进行多次氧化工艺试验，每次氧化工艺试验后测量试样尺寸并作记录。
本发明先根据HB/Z5078所采用的工艺参数按正交试验法确定第一组试验方案，实验结果如表1所示，
表1第一组试验方案及结果：HB/Z5078工艺参数对试验件尺寸的影响
Figure BSA00000513785700041
表1中，除油时间，出光时间以及氧化时间的单位均为分钟(min)，氧化温度单位为摄氏度(℃)。
本发明镁合金化学氧化方法为排除工序间的相互影响，只对试验件单独除油、出光、氧化对试验件尺寸的影响，确定第二组试验方案。实验结果如表2所示：
表2第二组试验方案及结果：独立控制的工艺参数对试验件尺寸的影响
Figure BSA00000513785700051
其中，表2中的除油时间和氧化时间的单位为分钟(min)，出光时间单位为秒(s)，氧化温度单位为摄氏度(℃)。
本发明镁合金化学氧化方法根据第一、第二组的试验结果进行重新优化组合后确定第三组试验方案，下面给出第三组试验方案及结果。
表3第三组试验方案及结果：调整后的工艺参数对试验件尺寸的影响
Figure BSA00000513785700061
对三组试验数据进行分析
1.除油时间及温度对尺寸的影响
除油时间越长、除油温度越高对尺寸的影响越大。
a.在75℃时，单面腐蚀率为6-10μm/小时；
在90℃时，单面腐蚀率为10-20μm/小时。
2.出光时间及温度对尺寸的影响
出光时间对零件尺寸影响较大，单面腐蚀率为5μm/分钟。
3.氧化时间及氧化温度对尺寸的影响
氧化时间及氧化温度对尺寸基本没有影响。
根据上述三组实验，得到本发明镁合金化学氧化方法的最佳参数：除油工艺参数
磷酸钠             40g/l～60g/l，优选50g/l，
氢氧化钠           10g/l～25g/l，优选17.5g/l，
水玻璃             20g/l～30g/l，优选25g/l，
总碱度(相当于NaOH) 15g/l～30g/l，优选22.5g/l，
温度               60℃～70℃，优选65℃，
时间      直到清洗干净为止，时间不超过10分钟
出光工艺参数
为减少出光时间对零件尺寸的影响，出光时间必须严格控制。具体参数为：
铬酐           150g/l～250g/l，优选200g/l，
温度           环境温度
时间           ≤15S(夏天温度超过30℃时，不超过10S)
氧化工艺参数
重铬酸钾       30g/l～35g/l，优选32.5g/l，
硫酸铵         30g/l～35g/l，优选32.5g/l，
邻苯二钾酸氢钾 15g/l～20g/l，优选17.5g/l，
pH值           4～4.5，优选4.25，
温度           80℃～90℃，优选85℃，
时间           15min～25min，优选17.5min。
下面给出本发明镁合金化学氧化方法的完整过程：
步骤1：初步除油
可用沾180#洗涤汽油或酒精等有机溶剂的干净布擦拭零件；
步骤2：装挂
选用能耐温的塑料绳或包有橡胶塑料的电线装挂，装挂的位置要正确，防止压气；
步骤3：除油
零件在下述溶液中除油后，经热水洗、冷水洗，
Figure BSA00000513785700071
除油过程中要经常抖动零件，及时清除液面浮油；
步骤4：出光
零件在下述溶液中出光后，经去离子水(B类)清洗；
铬酐    150g/l～250g/l
温度    环境温度
时间    ≤15S(夏天温度超过30℃时，不超过10S)
步骤5：氧化
零件在下述溶液中进行氧化后，经去离子水(B类)清洗，
Figure BSA00000513785700081
步骤6：烘干
在温度为50℃～70℃的干燥槽内干燥20min～30min或用热的压缩空气吹干；
步骤7：拆卸
拆卸干的零件时，必须戴干净的质量手套(需要湿拿零件时，必须戴上干净的乳胶手套)，避免裸手触摸零件。
本发明镁合金化学氧化方法采用上述工艺参数进行的镁合金化学氧化零件，经多次测量零件尺寸，其尺寸变化值很小，完全符合要求。从而在保证氧化效果的同时最大限度地减少对零件尺寸的影响，有效提高了零件的氧化质量。

Claims (7)

1.一种镁合金化学氧化方法，其特征在于，
包括根据HB/Z5078所采用的工艺参数按正交试验法确定第一组试验的步骤；
包括只对试验件单独除油、出光、氧化而确定第二组试验的步骤；
包括根据第一、第二组的试验结果，选取合适的除油、出光、氧化参数而确定第三组试验的步骤。
2.根据权利要求1所述的镁合金化学氧化方法，其特征在于：
(1).除油工艺参数如下：
Figure FSA00000513785600011
(2).出光工艺参数如下：
为减少出光时间对零件尺寸的影响，出光时间必须严格控制，具体参数为：
铬酐      150g/l～250g/l
温度      环境温度
时间      ≤15S；
(3).氧化工艺参数
Figure FSA00000513785600012
3.根据权利要求1或2所述的镁合金化学氧化方法，其特征在于：当温度超过30℃时，出光时间不超过10S。
4.一种镁合金化学氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：初步擦拭除油；
步骤2：装挂零件；
步骤3：除油
零件在下述溶液中除油后，经热水洗、冷水洗，
Figure FSA00000513785600021
除油过程中及时清除液面浮油；
步骤4：出光
零件在下述溶液中出光后，经去离子水清洗；
铬酐    150g/l～250g/l
温度    环境温度
时间    ≤15S
步骤5：氧化
零件在下述溶液中进行氧化后，经去离子水清洗，
Figure FSA00000513785600022
步骤6：烘干；
步骤7：拆卸干的零件。
5.根据权利要求4所述的镁合金化学氧化方法，其特征在于：
步骤3中的除油工艺参数如下：
Figure FSA00000513785600023
Figure FSA00000513785600031
6.根据权利要求4或5任一项所述的镁合金化学氧化方法，其特征在于：步骤4中的，出光工艺参数如下：
为减少出光时间对零件尺寸的影响，出光时间必须严格控制，具体参数为：
铬酐     200g/l
温度     环境温度
时间     ≤15S，当温度超过30℃时，出光时间不超过10S。
7.根据权利要求6所述的镁合金化学氧化方法，其特征在于，步骤5中的氧化工艺参数如下：
Figure FSA00000513785600032
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