CN110205618A - 一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，取一件镁合金工件，通过脱脂、活化、表调、化学成膜等步骤处理而成；本发明的有益效果为：本发明采用环保、快捷及高效操作和简单化学高温浸泡方式，改良后相对传统喷涂工艺而言，减少原料污染，提高表面硬度；相对于传统的化学成膜而言，本发明工序减少，流程短，即可使镁合金工件表面生成一种均匀而又致密和耐腐蚀、高硬度陶瓷膜层，解决了原始大部分镁合金材料氧化后膜层不均匀和不耐划伤等技术问题。

Description

一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法
技术领域
本发明涉及镁合金表面处理技术领域。
背景技术
镁合金表面硬度低、容易被划伤损坏，所以需要对其表面做处理；现有的镁合金表面处理较复杂，镁合金基面钝化工艺环节多而且最后还要做涂装，如果初期表面处理不好会是后面的喷涂附着力下降，或产生鼓泡；一般镁合金表面处理工艺为：脱脂～水洗～活化～水洗～表调～水洗～钝化～水洗～水洗～烘干～涂装等复杂工艺，各工艺环节需要控制参数较多，质控点也多，不好掌握，也会使成本增加；另外，原来的表面处理后再加喷涂只是提高防腐作用，而不提高表面硬度，对要求耐摩、耐刮擦是不起作用的；另外，现有的化学反应成膜，工序多时间长，另外在管控上相对比原始涂装处理要难处理得多，处理溶液的浓度、温度和处理时间抓握不好，很容易产生产品表面的膜层不均匀等技术难点，且现有化学成膜也无法提高镁合金表面模硬度，无法解决镁合金表面容易划伤的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种能缩短表面处理的流程又能提高表面硬度，在镁合金工件上形成均匀而又致密和耐腐蚀、高硬度膜层的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
取一件镁合金工件。
步骤一：使用脱脂处理溶液先除去镁合金工件表面的油脂及附着在表面的灰尘、锈迹、金属细铁屑等污物，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
所述脱脂处理溶液的成分及浓度如下：
碳酸盐8-75g/L，三聚磷酸盐5-45g/L，氢氧化钠2-30g/L，有机活性剂和乳化剂分别为0.5-3.0g/L。
步骤二：使用活化处理溶液侵蚀镁合金工件，使其表面的氧化膜溶解露出活泼的金属界面的过程，用以保证电镀层与基体的结合力，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
所述活化处理溶液的成分及浓度如下：
主要成为硝酸8-120g/L醋酸2-7g/L、无机缓蚀剂为0.1-07g/L。
步骤三：使用表调处理溶液对镁合金工件进行成膜前的表面调整，消除金属表面状态存在的物理或化学的不均一对成膜过程带来的影响，促进结晶均匀快速地形成，阻止大晶体的成长，使膜的结晶细而致密，保证了低膜重，形成优质的膜层，同时也缩短了成膜的时间，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
所述表调处理溶液的成分及浓度如下：
亚硝酸钠0.5-9g/L、氢氧化钾为8-35g/L、氟化钾1-55g/L。
步骤四：使用化学成膜处理溶液使的镁合金工件表面形成均匀致密的超硬膜层，提高镁合金工件的表面硬度，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
所述化学成膜处理溶液的成分及浓度如下：
硝酸钙1.25-63.5g/L、氧化锆为12-22g/L、钼酸铵为0.1-22g/L。
优选的，所述步骤一镁合金工件脱脂时间的处理时间为3-5分钟。
优选的，所述步骤二镁合金工件活化的处理时间为10-90秒。
优选的，所述步骤三镁合金工件表调的处理时间为3-15分钟。
优选的，所述步骤四镁合金工件化学成膜的处理时间为3-60分钟。
本发明的有益效果为：本发明采用环保、快捷及高效操作和简单化学高温浸泡方式，改良后相对传统喷涂工艺而言，减少原料污染，提高表面硬度。
相对于传统的化学成膜而言，本发明工序减少，流程短，即可使镁合金工件表面生成一种均匀而又致密和耐腐蚀、高硬度陶瓷膜层，解决了原始大部分镁合金材料氧化后膜层不均匀和不耐划伤等技术问题。
附图说明
图1是本发明未做表面处理镁合金工件硬度测试图。
图2是本发明做了表面处理镁合金工件硬度测试图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明：
本发明取一件镁合金工件，通过脱脂、活化、表调、化学成膜等步骤处理而成：
步骤一、脱脂。
工件在进行化学成膜之前，必须先除去镁合金工件表面的油脂及附着在表面的灰尘、锈迹、金属细铁屑等污物，才能保证转化膜化学反应的顺利进行，使转化膜与金属基体牢固结合，获得质量优良的转化膜，脱脂温度控制在13-65摄氏度，脱脂时间处理时间为3-5分钟，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
脱脂处理溶液的成分及浓度如下：
碳酸盐8-75g/L，三聚磷酸盐5-45g/L，氢氧化钠2-30g/L，有机活性剂和乳化剂分别为0.5-3.0g/L。
步骤二、活化。
活化，通过酸或碱溶液侵蚀镁合金工件，使其表面的氧化膜溶解露出活泼的金属界面的过程，用以保证电镀层与基体的结合力；活化温度控制在13-65摄氏度，活化的处理时间为10-90秒，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
活化处理溶液的成分及浓度如下：
主要成为硝酸8-120g/L醋酸2-7g/L、无机缓蚀剂为0.1-07g/L。
步骤三、表调。
用表调剂对镁合金工件进行成膜前的表面调整，可以消除金属表面状态存在的物理或化学的不均一对成膜过程带来的影响，促进结晶均匀快速地形成，阻止大晶体的成长，使膜的结晶细而致密，保证了低膜重，形成优质的膜层，同时也缩短了成膜的时间。成膜前进行表调处理还有助于降低成膜溶液的工作温度；表调温度控制在5-65摄氏度、表调的处理时间为3-15分钟，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
表调处理溶液的成分及浓度如下：
亚硝酸钠0.5-9g/L、氢氧化钾为8-35g/L、氟化钾1-55g/L。
步骤四、化学成膜。
化学成膜使的镁合金工件形成均匀致密的超硬膜层，提高镁合金工件的表面硬度；化学成膜温度控制在5-110摄氏度，化学成膜的处理时间为3-60分钟，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液。
化学成膜处理溶液的成分及浓度如下：
硝酸钙1.25-63.5g/L、氧化锆为12-22g/L、钼酸铵为0.1-22g/L。
本发明的难点在于：配置处理溶液成分组成及各种组成的浓度、以及温度和处理时间控制，这样才能保证镁合金工件的膜层均匀，且形成耐腐蚀、高硬度陶瓷膜层，解决了现有工艺容易产生产品表面的膜层不均匀、镁合金表面容易划伤的技术难点。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
取一件镁合金工件；
步骤一：使用脱脂处理溶液先除去镁合金工件表面的油脂及附着在表面的灰尘、锈迹、金属细铁屑等污物，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液；
所述脱脂处理溶液的成分及浓度如下：
碳酸盐8-75g/L，三聚磷酸盐5-45g/L，氢氧化钠2-30g/L，有机活性剂和乳化剂分别为0.5-3.0g/L；
步骤二：使用活化处理溶液侵蚀镁合金工件，使其表面的氧化膜溶解露出活泼的金属界面的过程，用以保证电镀层与基体的结合力，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液；
所述活化处理溶液的成分及浓度如下：
主要成为硝酸8-120g/L醋酸2-7g/L、无机缓蚀剂为0.1-07g/L；
步骤三：使用表调处理溶液对镁合金工件进行成膜前的表面调整，消除金属表面状态存在的物理或化学的不均一对成膜过程带来的影响，促进结晶均匀快速地形成，阻止大晶体的成长，使膜的结晶细而致密，保证了低膜重，形成优质的膜层，同时也缩短了成膜的时间，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液；
所述表调处理溶液的成分及浓度如下：
亚硝酸钠0.5-9g/L、氢氧化钾为8-35g/L、氟化钾1-55g/L；
步骤四：使用化学成膜处理溶液使的镁合金工件表面形成均匀致密的超硬膜层，提高镁合金工件的表面硬度，处理后的镁合金工件经过水洗去除表面溶液；
所述化学成膜处理溶液的成分及浓度如下：
硝酸钙1.25-63.5g/L、氧化锆为12-22g/L、钼酸铵为0.1-22g/L。
2.根据权利要求1所述的一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于：所述步骤一镁合金工件脱脂时间的处理时间为3-5分钟。
3.根据权利要求1所述的一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于：所述步骤二镁合金工件活化的处理时间为10-90秒。
4.根据权利要求1所述的一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于：所述步骤三镁合金工件表调的处理时间为3-15分钟。
5.根据权利要求1所述的一种短流程制备镁合金表面高硬度膜层的方法，其特征在于：所述步骤四镁合金工件化学成膜的处理时间为3-60分钟。
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