CN109161878A - 一种多孔型zm6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于镁合金零件表面处理领域，具体涉及一种针对于多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺。包括如下步骤：步骤一：配制ZM6镁合金化学氧化槽液；步骤二：化学氧化；步骤三：化学氧化前后孔尺寸精度的检测；本发明通过对槽液各组分含量的配比调整，加入一种防止醋酸在加热时挥发的酸雾抑制剂，经过本方案化学氧化溶液配方氧化的多孔型ZM6镁合金零件，能够得到一种金色系薄膜，膜层均匀，得到的金色系膜层试验过程的重现性高，对孔精度的影响小，综合降低表面处理对于多孔型镁合金零件尺寸、外观的影响。

Description

一种多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺

技术领域

本发明属于镁合金零件表面处理领域，具体涉及一种针对于多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺。

背景技术

镁合金是所有金属结构材料中质量最轻的金属，正是这一特性使镁合金成为达到减重目的的首选材料，但是镁合金的防腐蚀性能很差，制约了实际工程中的应用。资料表明，通过表面处理的方法可以提高镁合金的耐蚀性，促进镁合金在实际产品中的应用。镁合金化学氧化法是镁合金表面防腐蚀处理的有效方法，通过镁基体与某种特定溶液接触，在金属表面形成一层附着力良好的难溶化合物膜层，使基体得到有效的防腐保护提高镁合金表面耐蚀性。

由于通过一般的镁合金化学氧化方法得到的膜层对多孔型零件尺寸精度有一定的影响，得到的膜层外观颜色也存在差异，以至于对零件的使用性能产生影响。镁的标准电位是-2.37V，比其他金属的电位都低，但是镁合金耐蚀性差，易氧化、燃烧，在潮湿环境下很快锈蚀，需要专门的防护措施。镁合金在铬酸盐或氟化物等的溶液中进行化学氧化处理后，能够得到0.5-3微米的膜层，膜层对镁合金基体能够产生一定的保护作用。

发明内容

本发明主要是为了克服多孔型镁合金零件化学氧化过程中膜层均匀性的影响以及对孔尺寸精度的影响，在零件表面生成一层金色系均匀薄膜层，通过对槽液各组分含量的配比调整，加入一种防止醋酸在加热时挥发的酸雾抑制剂，摸索化学氧化过程的温度和时间，经过试验得到一种新的镁合金化学氧化溶液配方。经过本方案化学氧化溶液配方氧化的多孔型ZM6镁合金零件，能够得到一种金色系薄膜，膜层均匀，得到的金色系膜层试验过程的重现性高，对孔精度的影响小，综合降低表面处理对于多孔型镁合金零件尺寸、外观的影响。

具体技术方案如下：

一种多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，包括如下步骤：

步骤一：配制ZM6镁合金化学氧化槽液，各组分及质量百分数为：

重铬酸钾：80～100g/L；硫酸铵：1～2g/L；铬酐：0.5～1.5g/L；醋酸：6～10ml/L；成膜促进剂：5～50g/L；缓蚀抑制剂：1～10g/L；

所述的成膜促进剂为：硝酸钠、硝酸钾、双氧水、高锰酸钾中的一种或多种的复配物。

所述的缓蚀抑制剂：磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或多种的复配物。

步骤二：化学氧化：

预检→有机溶剂除油→上挂具→化学除油→水洗→水洗→弱硝酸出光→水洗→水洗→化学氧化→水洗→水洗→填充→水洗→水洗→吹干→检验→转交喷漆；优选地，氧化时间为1.5min，氧化温度为50℃

步骤三：化学氧化前后孔尺寸精度的检测：

要求孔的尺寸公差在2微米以内。

本发明的有益效果

(1)本发明定位于复杂的高精孔类镁合金零件，通过改进目前化学氧化溶液配方，减少了重铬酸钾的投料量，可有效缓解高浓度溶液对镁合金基体产生的浸蚀，减少对精度孔部位尺寸的损失；并且配方中减少了六价铬的使用量，降低了对环境的污染。

(2)对化学氧化工艺参数进行了调整，降低了槽液温度、缩短了操作时间，并加入成膜促进剂和缓蚀抑制剂，可有效减少加热过程中醋酸的挥发对槽液pH值的影响，减少了醋酸的补充量，并且使操作人员避免接触大量的溢出酸雾，有益于于人身健康，减少了对环境的污染。

(3)本发明的化学氧化方法，可得到一种金色系薄膜，对零件尺寸精度影响极小，在2微米以内，耐蚀性较常规工艺好，并且化学氧化过程重现性好，减少了对零件使用性能的偏差影响，降低了成本，对提高产品质量，延长产品寿命有较大的帮助。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，包括如下步骤：

步骤一：配制ZM6镁合金化学氧化槽液，调配各个组分的配方，调整后的方案为：

重铬酸钾：80～100g/L 硫酸铵：1～2g/L

铬酐：0.5～1.5g/L 醋酸：6～10ml/L

成膜促进剂：硝酸钠、硝酸钾、双氧水、高锰酸钾中的一种或多种的复配物，浓度为5～50g/L。

缓蚀抑制剂：磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或多种的复配物，浓度为1～10g/L。

成膜促进剂的主要功能在于其可用于活化镁合金基体并且同时形成保护膜，使镁合金表面电位均匀，利于形成均匀耐蚀性良好的转化膜层。

另外为防止加热时醋酸的大量挥发，新添加一种能够减少醋酸挥发的缓蚀抑制剂，该缓释抑制剂能够在化学氧化槽体加热的情况下，在氧化溶液表面形成一层不溶性分子液膜，有效防止酸类的挥发，维持槽液pH值的稳定，能够进行重复利用，对槽液其他组分不构成影响。分子液膜的表面浓度增大时，分子间彼此靠拢，分子间相互作用力增大，抑制效果较好。加入去离子水至标准液面，使用压缩空气搅拌24h，使固体成分充分溶解，然后分别升温到30、40、50、60℃进行氧化试验。

步骤二：化学氧化

化学氧化工艺流程如下：

预检→有机溶剂除油→上挂具→化学除油→水洗→水洗→弱硝酸出光→水洗→水洗→化学氧化→水洗→水洗→填充→水洗→水洗→吹干→检验→转交喷漆

使用正交实验法，在30、40、50、60℃四个温度下，通过进一步调整化学氧化时间为0.5、1、1.5、2min四个时间进行试验，寻找合适的操作温度和操作时间，最终确定的氧化时间为1.5min，氧化温度为50℃。从外观和耐蚀性方面来说，得到的膜层为金色系均一薄膜，在20℃时经过点滴试验的时间为20s(常规方法制得的膜层耐蚀性为点滴试验时间12s)，试验重现性良好。六价铬对环境的污染极大，与未调整的配方相比，本方案配方中减少了约37.5％的重铬酸钾投料量，达到了减少对环境的污染的目的。未调整的配方中化学氧化槽体加热的温度是65～80℃，本方案中对化学氧化槽体加热的温度下降了15～30℃，对于生产中的节能减排有较大的帮助。槽液配方中加入了成膜促进剂和酸雾缓释抑制剂，有效地减少了加热过程中醋酸的挥发对槽液pH值的影响，减少了醋酸的补充量。

步骤三：化学氧化前后孔尺寸精度的检测

对ZM6镁合金零件进行化学氧化前孔尺寸精度的检测，使用塞规、千分尺等工具进行测量，测量三次取平均值记录。

对于零件进行化学氧化后的孔的尺寸精度进行复检，使用塞规、千分尺等工具测量，由同一人，在同一孔处进行测量，测量三次取平均值，复检后要求孔的尺寸公差在2微米以内，复检后能够满足检验要求。

通过上述步骤，可以达到制备多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜的膜层均匀、高精孔尺寸变化极小的目的。

Claims (4)

1.一种多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：配制ZM6镁合金化学氧化槽液，各组分及质量百分数为：

重铬酸钾：80～100g/L；硫酸铵：1～2g/L；铬酐：0.5～1.5g/L；醋酸：6～10ml/L；成膜促进剂：5～50g/L；缓蚀抑制剂：1～10g/L；

步骤二：化学氧化：

预检→有机溶剂除油→上挂具→化学除油→水洗→水洗→弱硝酸出光→水洗→水洗→化学氧化→水洗→水洗→填充→水洗→水洗→吹干→检验→转交喷漆；

步骤三：化学氧化前后孔尺寸精度的检测：

要求孔的尺寸公差在2微米以内。

2.根据权利要求1所述的多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，其特征在于，所述的成膜促进剂为：硝酸钠、硝酸钾、双氧水、高锰酸钾中的一种或多种的复配物。

3.根据权利要求1所述的多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，其特征在于，所述的缓蚀抑制剂：磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或多种的复配物。

4.根据权利要求1所述的多孔型ZM6镁合金零件金色系薄膜化学氧化工艺，其特征在于，所述步骤二，化学氧化时间优选1.5min，氧化温度优选50℃。