[发明专利]镁合金材料的表面处理溶液及处理镁合金材料表面的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理工艺，特别涉及一种镁合金材料的表面处理工艺及用于镁合金材料表面处理工艺的处理溶液。

背景技术

镁合金作为目前工业应用中密度最小的金属结构材料，具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、减震、切削加工、尺寸稳定性以及优良的电磁屏蔽等性能。由于生产质量、性能的提高和生产成本、价格的下降，镁合金的应用和研究重心已从军工、航空工业等领域扩展到民用(如汽车和电子等)工业领域。近年来镁合金在汽车和电子工业中的应用增长速度高达15％～20％/年。镁合金的应用和开发日益受到世界上各国政府和企业的高度重视，已逐渐发展为继钢铁和铝合金之后的第三大金属材料。

变形镁合金和压铸镁合金表面组织容易产生腐蚀，常常需要对其表面进行处理，以增加镁合金表面的防护性能。由于金属镁的电化学位约为-2.37v，在普通大气环境中就极易氧化，这层氧化膜疏松、不牢固，不能起到保护基材的作用，并且妨碍了镁合金的表面处理，所以镁合金表面防护处理十分困难，是阻碍镁合金材料推广应用的关键技术难题之一。

目前，镁合金表面防护处理方法中主要有涂装处理、铬酸盐转化膜处理、电镀处理、化学镀处理、阳极化处理、表面热喷涂等方法。目前应用较为成熟的是微弧氧化处理，这种方法有成本较高、处理形状复杂零件困难等缺点。而更为普遍使用的镁合金长效防护方法是在镁合金表面进行化学处理后，再用有机涂料层进行保护。另外，上述的镁合金表面化学处理方法中，一般都含有重金属或稀有元素，在防护处理过程中溶液消耗快，成本高，环境污染大。

发明内容

本发明的目的，是提供镁合金材料的一种表面处理工艺。使用本发明所述工艺可以使镁合金表面形成一层细致紧密的彩色薄膜，有一定的装饰效果，既可以对镁合金进行短期防护，又可以提高有机涂料层与镁合金基体的结合力与耐蚀性。

本发明所述工艺的技术方案是：所述镁合金材料的表面处理工艺，有以下步骤：

按照通常镁合金的表面清洗方法清洁金属表面；迅速转入处理液中浸泡0.5-1.0分钟；50℃-70℃热风干燥，在镁合金材料表面形成保护薄膜。

所述薄膜的成分主要由MgF₂、MgO组成，其物质的量之比约为1∶1，其微观颗粒尺寸在150-300nm。

本发明的另一个目的，是提供一种用于本发明所述的工艺的处理溶液，将本发明所述处理溶液用于本发明所述的工艺，可以使镁合金表面形成的彩色膜防护能力处于铬酸盐转化膜与磷酸盐转化膜之间，镁合金表面光洁度好，同时镁合金表面的彩色薄膜，对其外观具有一定的装饰作用。

本发明所述处理溶液，其一升溶液中各组分质量为：

柠檬酸：3.0-3.5g；

氟化氢铵：10.0-12.0g；

硫脲：1.0-2.5g；

磷酸钠内4.0-6.0g；

硝酸锌：2.0-2.5g。

适用本发明所述工艺的镁合金材料为变形镁合金和压铸镁合金。

采用本发明所述的工艺和处理溶液，对镁合金表面进行防护，有以下优点：

1.用本发明所述工艺处理的镁合金，其表面形成一层彩色膜，有一定的装饰效果。由于镁合金表面的彩色膜极薄，细致紧密，因此与基体的附着能力强，同时。

2.用本发明所述工艺处理的镁合金，表面形成的彩色膜有防腐作用，参照国家标准GB6458-1986，对经本发明所述的镁合金产品进行耐中性盐雾试验，6小时无白色腐蚀产物出现，室内放置1年无明显变化。因此，经过彩色膜处理的镁合金工件还可以在室内较长时间放置，起到防护和装饰作用。

用本发明所述工艺处理的镁合金，采用国家标准GB9286-1998对表面形成的彩色膜与普通环氧有机涂层附着力进行检测，达到1级；在总厚度为60-80微米的环氧涂料和聚氨酯涂料层覆盖下，参照国家标准GB1771-1991，对经本发明所述的镁合金产品进行耐中性盐雾腐蚀试验1 4 4小时，无鼓泡产生，耐盐雾时间比涂有相同涂层的普通镁合金产品延长24小时以上。