[发明专利]一种无铬无磷转化液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无铬无磷转化液及其制备方法和应用。本发明提供的无铬无磷转化液，制备原料包括：钼酸盐，高锰酸盐，偏钒酸盐和成膜添加剂。本发明提供的无铬无磷转化液，通过制备原料之间的协同作用，一方面可避免使用高毒性的含铬化合物和重污染的含磷化合物，另一方面还可在近中性条件下使用，形成良好的转化膜；整体上提升了无铬无磷转化液的经济性、环保性以及操作安全性。本发明还提供了上述无铬无磷转化液的制备方法和应用。

技术领域

本发明属于金属材料表面防护技术领域，具体涉及一种无铬无磷转化液及其制备方法和应用。

背景技术

镁合金因具有质量轻、导热性好、强度高等优势，在航空、军事、汽车等各个领域具有广泛的应用和良好的发展前景。但镁的电极电位较低，暴露在空气中容易受到腐蚀，进而导致镁及其合金材料的使用寿命降低，因此必须对其进行表面防护处理。

镁合金常用的表面防护处理方法有化学转化法、阳极氧化法、电镀法和激光处理法等。其中化学转化技术因设备简单、操作方便、易产业化等特点成为镁合金最常用的表面防护处理技术。镁合金传统的转化处理工艺为铬酸盐转化或磷酸盐转化，转化液及形成的转化膜中通常含有六价铬或磷。六价铬具有较强毒性，磷对环境有较大影响，被许多地区禁止使用，因此低毒低污染的化学转化处理技术和机理的研究迫在眉睫。传统观念认为，大多金属材料只能溶于酸溶液，因此一开始转化处理采用的转化液大多为酸性的，进一步研究发现镁合金也可以溶解在碱性溶液中，目前镁合金用转化液要么为酸性要么为碱性。为进一步提升转化液以及转化处理的环保性，酸性和碱性污水的排放标准越来越苛刻。

综上，研究和开发一种满足使用要求的近中性的无铬无磷转化液尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无铬无磷转化液，通过成分间的协同作用，在近中性条件下处理镁及其合金也能够形成质量良好的转化膜。

本发明还提出一种上述无铬无磷转化液的制备方法。

本发明还提出了上述无铬无磷转化液的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种无铬无磷转化液，制备原料包括：钼酸盐，高锰酸盐，偏钒酸盐和成膜添加剂。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的无铬无磷转化液中，钼酸盐中是主要成膜物质，高锰酸盐是优异的氧化剂，偏钒酸盐是成膜促进剂，成膜添加剂可有效提高膜层质量；

当上述无铬无磷转化液作用于镁及其合金表面时，在高锰酸盐强氧化性的作用下，镁及其合金会被氧化为氧化镁，同时锰形成二氧化锰，与新形成的氧化镁共同沉淀在镁及其合金表面，这种原位的氧化还原反应提升了所得转化膜与镁及其合金的结合强度；同时钼酸盐和偏钒酸盐也会形成对应的氧化物，沉淀在镁及其合金表面，其中钒氧化物会掺杂在钼氧化物和二氧化锰形成的膜中，提升转化膜的质量；此外成膜添加剂可促进成膜的均匀性。

综上，本发明通过各成分的相互协同作用，与镁及其合金作用后，形成的转化膜呈现黄色、金色、黑色等，外观良好，同时膜层均匀致密，有良好的耐蚀性。

(2)本发明的无铬无磷转化液用于处理镁及其合金时，起始形成的转化膜中会含有一定含量的裂纹，这些裂纹有助于提升后续转化膜与封闭剂或者有机涂层的附着力。随着转化膜的沉积形成，最终所得转化膜的表面较为平整，裂纹较为细小，镁及其合金被转化膜覆盖，提升了其耐腐蚀性能。

(3)本发明还通过各制备原料的相互协同作用，所得无铬无磷转化液中可缺省传统镁基金属转化液中的重金属铬化合物和污染性的磷化合物，避免了这些物质对环境和操作工人身体的危害，提升了所得无铬无磷转化液的经济性和环保性；且所得无铬无磷转化液无需形成酸性或碱性，在近中性的条件下即可使用，这进一步缩减了酸性、碱性废液排放的高成本，提升了所得无铬无磷转化液的环保性和经济性。