CN102560516A - 镁合金表面均匀化前处理工艺 - Google Patents
镁合金表面均匀化前处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102560516A CN102560516A CN2012100318320A CN201210031832A CN102560516A CN 102560516 A CN102560516 A CN 102560516A CN 2012100318320 A CN2012100318320 A CN 2012100318320A CN 201210031832 A CN201210031832 A CN 201210031832A CN 102560516 A CN102560516 A CN 102560516A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy surface
- magnesiumalloy
- alkaline
- magnesium alloy
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
- C23G1/22—Light metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/12—Light metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
一种镁合金表面均匀化前处理工艺,包括以下步骤:a、打磨,对镁合金表面的油脂、氧化皮和锈蚀产物、边角进行打磨,获得干净新鲜的镁合金表面;b、碱性除油处理,配制碱性除油液,将打磨干净的镁合金置于碱性除油液中,在65-80℃下处理5-10min,中度搅拌;c、酸性活化处理,配制酸性活化液,将经过碱性除油处理的镁合金置于酸性活化液中,在室温下处理30-60s,中度搅拌;d、碱性调整处理,配制碱性调整液,将经过酸性活化处理的镁合金置于碱性调整液中,在65-80℃下处理5-30min,中度搅拌;上述各个步骤间将镁合金采用流水洗3min。本发明的工艺克服了镁合金表面化学成分和电化学不均匀的问题,获得的表面膜层更加均匀、致密,大大提高了膜层的防护性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属的表面处理,特别涉及一种镁合金表面均匀化前处理工艺。
背景技术
镁合金由于具有密度低,比强度、比刚度高以及良好的铸造和切削加工性能等在航空航天、电子通讯、汽车制造、国防军工等领域有着广泛的应用前景。但耐腐蚀性和耐磨性能差制约了镁合金的广泛应用。对镁合金进行表面处理是一种经济、快捷、方便的提高其耐腐蚀性能和耐磨性能的方法。
科技查新和专利检索结果表明,对镁合金进行表面处理,目前应用最广泛的是阳极氧化、化学转化、化学镀及电镀技术。镁合金表面处理技术的关键是镁合金前处理工艺。如果前处理工艺合适,一旦在镁合金表面成功形成了底层后,就能在镁合金表面形成具有特殊性能的膜层,以适用各种服役环境。然而,镁合金往往是多相组织,这使得镁合金在化学成分及电化学上都是不均匀的,基体相与第二相间存在很大的电位差,当镁合金置于处理液中,不同的相会表现出不同的电化学行为,两相间还会发生电偶腐蚀,导致形成的膜层在各相间存在差异,而镁合金表面的防护膜层通常为阴极性膜层,一旦有局部失效,这将加速镁合金基体的腐蚀,这比没有防护层还差。例如,AZ91D为典型的双相组织镁合金,基体相α-Mg与第二相β相(Mg17Al12)间存在电位差,当对AZ91D进行浸Zn处理时,往往很难得到满意的效果,在第二相上得到的往往是疏松,结合力差,不连续的Zn层;在AZ91D镁合金上化学镀Ni-P合金时,Ni-P优先在第二相β相上形核,但是之后Ni-P合金主要在α-Mg上生长,针孔等缺陷主要聚集在第二相β相,腐蚀一旦从这里开始发生,将加速镁合金基体的腐蚀。同样,阳极氧化膜,化学转化膜的形成也受基体第二相的影响。
因此,人们对镁合金前处理进行了大量研究,目前对镁合金最常用的前处理方法是:打磨→碱性除油→铬酸酸洗→氢氟酸活化,目的是在去除镁合金表面油脂,氧化物及氢氧化物的同时,在镁合金表面形成一层较致密的MgF2膜,既可对镁合金在后续处理液中提供防护作用,同时使镁合金表面的电位更加均匀。但是铬酸、氢氟酸对环境危害很大,且MgF2膜并不能完全避免第二相金属间化合物对后续膜层形成的影响。
发明内容
本发明的目的,就是为了提供一种镁合金表面均匀化前处理工艺,以去除镁合金表面第二相金属间化合物,为镁合金提供一个化学成分和电化学均匀的预镀表面。
为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种镁合金表面均匀化前处理工艺,所述镁合金为Mg-Al合金;包括以下步骤:
a、打磨,对镁合金表面的油脂、氧化皮和锈蚀产物、边角进行打磨,获得干净新鲜的镁合金表面;
b、碱性除油处理,配制碱性除油液,将打磨干净的镁合金置于碱性除油液中,在65-80℃下处理5-10min,中度搅拌;
c、酸性活化处理,配制酸性活化液,将经过碱性除油处理的镁合金置于酸性活化液中,在室温下处理30-60s,中度搅拌;
d、碱性调整处理,配制碱性调整液,将经过酸性活化处理的镁合金置于碱性调整液中,在65-80℃下处理5-30min,中度搅拌;
上述各个步骤间将镁合金采用流水洗3min。
步骤b中所述的碱性除油液是由氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠和表面活性剂配制而成的水溶液,其中氢氧化钠的浓度为30-60g/L,磷酸钠的浓度为5-15g/L,碳酸钠的浓度为1-5g/L,表面活性剂的浓度为10-80mg/L。
所述的表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、全氟辛基磺酸四乙基胺中的一种或两种。
步骤c中所述的酸性活化液是由磷酸、硝酸钠或柠檬酸中的一种或几种配制而成的水溶液,其中磷酸的浓度为5-200mL/L,硝酸钠的浓度为5-10g/L,柠檬酸的浓度为50-100g/L。
步骤d中所述的碱性调整液是氢氧化钠的水溶液,氢氧化钠的浓度为50-200g/L。
本发明针对目前镁合金前处理工艺的现状和存在的问题,采用绿色环保,成本低,操作简便的前处理工艺,去除镁合金表面第二相组织,为预镀镁合金获得一个化学成分和电化学均匀的表面状态,并且具有以下的优点和特点:
1、绿色环保,成本低,操作方便;
2、完全去除镁合金表面第二相组织,在镁合金表面获得化学成分和电化学均匀的预镀表面,去除第二相对后续膜层形成的不利影响;
3、适用性广,可结合现有成熟的表面处理方法,得到的膜层更加均匀,致密,防护性能大大提高。
附图说明
图1、图2是AZ91D镁合金表面背散射SEM图:其中,图1为处理前,图2为处理后;
图3、图4是AM-lite镁合金表面背散射SEM图:其中,图3为处理前,图4为处理后;
图5是经过本发明前处理工艺处理后的AZ91D镁合金表面化学浸Zn层;
图6是经过本发明前处理工艺处理后的AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一:
一种AZ91D镁合金表面均匀化前处理工艺,处理前的AZ91D镁合金表面背散射SEM图如图1所示。包含如下步骤:
1、将镁合金打磨至1200#;
2、碱性除油处理:配制碱性除油液,该液体中包含氢氧化钠60g/L,磷酸钠10g/L,碳酸钠5g/L,表面活性剂30mg/L,余量为水。其中表面活性剂为十二烷基磺酸钠。水为蒸馏水或者去离子水;将碱性除油液加热至65℃,将打磨的镁合金放入碱性除油中洗8min,中度搅拌;
3、酸性活化处理,配制酸性活化液,该液体中包含柠檬酸100g/L,余量为水,水为蒸馏水或者去离子水,将经过碱性除油的镁合金放入酸性活化液中洗30s,处理温度为室温,中度搅拌;
4、碱性调整处理,配制碱性调整液,该液体中包含氢氧化钠200g/L,余量为水,将碱性调整液加热至65℃,将经过酸洗活化处理后的镁合金放入碱性调整液洗5min,中度搅拌;
各个步骤间采用流水洗3min。
经SEM和EDXS分析,经过上述处理的AZ91D镁合金表面第二相Mg17Al12被去除,表面成分均匀,处理后的AZ91D镁合金表面背散射SEM图如图2所示。将对经过上述处理的镁合金进行浸Zn处理,得到的Zn层均匀,致密,覆盖率高,如图5所示。
实施例二:
一种AM-lite镁合金表面均匀化前处理工艺,处理前的AM-lite镁合金表面背散射SEM图如图3所示。包含如下步骤:
1、将镁合金打磨至1200#;
2、碱性除油处理:配制碱性除油液,该液体中包含氢氧化钠50g/L,磷酸钠8g/L,碳酸钠5g/L,表面活性剂10mg/L,余量为水。其中表面活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺。水为蒸馏水或者去离子水;将碱性除油液加热至65℃,将打磨的镁合金放入碱性除油中洗5min,中度搅拌;
3、酸性活化处理,配制酸性活化液,该液体中包含磷酸5ml/L,硝酸钠10g/L,余量为水,水为蒸馏水或者去离子水,将经过碱性除油的镁合金放入酸洗液中洗60s,处理温度为室温,中度搅拌;
4、碱性调整处理,配制碱性调整液,该液体中包含氢氧化钠50g/L,余量为水;将碱性调整液加热至70℃,将经过酸洗活化处理后的镁合金放入碱性调整液洗5min,中度搅拌;
各个步骤间采用流水洗3min。
经SEM和EDXS分析,经过上述处理的AM-lite镁合金表面第二相被去除,表面成分均匀,处理后的AM-lite镁合金表面背散射SEM图如图4所示。将对经过上述处理的镁合金进行化学转化处理,得到的化学转化膜层均匀,致密,防护性能提高。
实施例三:
一种AZ91D镁合金表面均匀化前处理工艺,包含如下步骤:
1、将镁合金打磨至1200#;
2、碱性除油处理:配制碱性除油液,该液体中包含氢氧化钠60g/L,磷酸钠10g/L,碳酸钠5g/L,表面活性剂10mg/L,余量为水。其中表面活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺,水为蒸馏水或者去离子水;将碱性除油液加热至70℃,将打磨的镁合金放入碱性除油中洗8min,中度搅拌;
3、酸性活化处理,配制酸性活化液,该液体中包含柠檬酸100g/L,余量为水,水为蒸馏水或者去离子水,将经过碱性除油的镁合金放入酸洗液中洗45s,处理温度为室温,中度搅拌;
4、碱性调整处理,配制碱性调整液,该液体中包含氢氧化钠100g/L,余量为水;将碱性调整液加热至70℃,将经过酸洗活化处理后的镁合金放入碱性调整液洗30min,中度搅拌;
各个步骤间采用流水洗3min。
经SEM和EDXS分析,经过上述处理的AZ91D镁合金表面第二相Mg17Al12被去除,表面成分均匀。将对经过上述处理的镁合金进行化学镀Ni-P处理,得到的Ni-P层均匀,致密,防护性能高,如图6所示。
Claims (5)
1.一种镁合金表面均匀化前处理工艺,所述镁合金为Mg-Al合金;其特征在于,包括以下步骤:
a、打磨,对镁合金表面的油脂、氧化皮和锈蚀产物、边角进行打磨,获得干净新鲜的镁合金表面;
b、碱性除油处理,配制碱性除油液,将打磨干净的镁合金置于碱性除油液中,在65-80℃下处理5-10min,中度搅拌;
c、酸性活化处理,配制酸性活化液,将经过碱性除油处理的镁合金置于酸性活化液中,在室温下处理30-60s,中度搅拌;
d、碱性调整处理,配制碱性调整液,将经过酸性活化处理的镁合金置于碱性调整液中,在65-80℃下处理5-30min,中度搅拌;
上述各个步骤间将镁合金采用流水洗3min。
2.如权利要求1所述的镁合金表面均匀化前处理工艺,其特征在于:步骤b中所述的碱性除油液是由氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠和表面活性剂配制而成的水溶液,其中氢氧化钠的浓度为30-60g/L,磷酸钠的浓度为5-15g/L,碳酸钠的浓度为1-5g/L,表面活性剂的浓度为10-80mg/L。
3.如权利要求2所述的镁合金表面均匀化前处理工艺,其特征在于:所述的表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、全氟辛基磺酸四乙基胺中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的镁合金表面均匀化前处理工艺,其特征在于:步骤c中所述的酸性活化液是由磷酸、硝酸钠或柠檬酸中的一种或几种配制而成的水溶液,其中磷酸的浓度为5-200mL/L,硝酸钠的浓度为5-10g/L,柠檬酸的浓度为50-100g/L。
5.如权利要求1所述的镁合金表面均匀化前处理工艺,其特征在于:步骤d中所述的碱性调整液是氢氧化钠的水溶液,氢氧化钠的浓度为50-200g/L。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210031832.0A CN102560516B (zh) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 镁合金表面均匀化前处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210031832.0A CN102560516B (zh) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 镁合金表面均匀化前处理工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102560516A true CN102560516A (zh) | 2012-07-11 |
CN102560516B CN102560516B (zh) | 2014-01-01 |
Family
ID=46407070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210031832.0A Active CN102560516B (zh) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 镁合金表面均匀化前处理工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102560516B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103757614A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-30 | 上海交通大学 | 一种镁及镁合金的镀层及其制备方法 |
CN108456884A (zh) * | 2017-02-21 | 2018-08-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种镁合金无铬转化膜均匀化的前处理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1434149A (zh) * | 2002-01-23 | 2003-08-06 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于镁及其合金防蚀耐磨镀层的制备方法 |
CN1477229A (zh) * | 2003-07-10 | 2004-02-25 | 上海交通大学 | 浸锌层阳极氧化法彩化工艺及其处理溶液配方 |
CN101451239A (zh) * | 2007-11-29 | 2009-06-10 | 比亚迪股份有限公司 | 一种化学转化处理液和镁合金表面的处理方法 |
US20110114497A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Kc Chemical Co., Ltd. | Method for surface treatment of magnesium or magnesium alloy by anodization |
-
2012
- 2012-02-13 CN CN201210031832.0A patent/CN102560516B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1434149A (zh) * | 2002-01-23 | 2003-08-06 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于镁及其合金防蚀耐磨镀层的制备方法 |
CN1477229A (zh) * | 2003-07-10 | 2004-02-25 | 上海交通大学 | 浸锌层阳极氧化法彩化工艺及其处理溶液配方 |
CN101451239A (zh) * | 2007-11-29 | 2009-06-10 | 比亚迪股份有限公司 | 一种化学转化处理液和镁合金表面的处理方法 |
US20110114497A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Kc Chemical Co., Ltd. | Method for surface treatment of magnesium or magnesium alloy by anodization |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103757614A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-30 | 上海交通大学 | 一种镁及镁合金的镀层及其制备方法 |
CN108456884A (zh) * | 2017-02-21 | 2018-08-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种镁合金无铬转化膜均匀化的前处理方法 |
CN108456884B (zh) * | 2017-02-21 | 2019-10-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种镁合金无铬转化膜均匀化的前处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102560516B (zh) | 2014-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103184446B (zh) | 一种环保型无磷陶化膜形成溶液及其制备方法与应用 | |
CN101487134B (zh) | 电化学沉积组分调制锌镍合金与镍组合的多层膜的方法 | |
CN101696500B (zh) | 一种镁合金材料表面的防腐处理方法 | |
CN102051605B (zh) | 铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法 | |
CN100494497C (zh) | 镁合金表面预镀镍工艺及预镀液 | |
US10669851B2 (en) | Nickel-chromium-aluminum composite by electrodeposition | |
CN102051604B (zh) | 奥氏体不锈钢表面化学镀镍磷的方法 | |
CN102002698A (zh) | 一种镀镍电池钢壳防锈处理剂及其使用方法 | |
CN101942655A (zh) | 无铬钝化液的制备方法及其钝化电镀锌或锌合金层的方法 | |
CN102352521B (zh) | 一种环保滚镀型三价铬电镀液及其滚镀方法 | |
CN101942680A (zh) | 一种在具有深/盲孔的异形钢件上镀锌的工艺及专用设备 | |
CN103397324B (zh) | 一种多功能磷化液及其制备方法和用途 | |
CN104087927B (zh) | 镁合金产品表面改性处理方法 | |
CN109811375B (zh) | 一种电镀液、电镀方法及产品 | |
CN102560516B (zh) | 镁合金表面均匀化前处理工艺 | |
CN103046037A (zh) | 一种高耐蚀性三价铬蓝白钝化液及其制备方法和应用 | |
CN104233416A (zh) | 一种镁合金电镀表面电镀锌镍镀层的方法 | |
CN105200475A (zh) | 一种螺栓电镀预处理方法 | |
CN103160822B (zh) | Az91镁合金无氟磷化工艺 | |
EP3239355B1 (en) | Trivalent chromium chemical conversion liquid for zinc or zinc alloy bases | |
CN102492912B (zh) | 一种单镀锌-10%铝-稀土合金助镀剂及其使用方法 | |
CN101892468A (zh) | 一种Mg-Li合金表面化学镀Ni-W-P三元合金的制备方法 | |
CN106011895A (zh) | 电镀锌前处理用清洗剂 | |
CN105200476A (zh) | 一种不锈钢螺栓电镀预处理方法 | |
CN100451170C (zh) | 一种镁及镁合金表面镀层的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |