鎂合金被譽為“21世紀最具發展潛力和前途的綠色工程材料”,其密度小(1.8g/cm3左右),比強度高,彈性模量大,消震性好,承受沖擊載荷能力比鋁合金大,在航空領域、電子通訊領域、汽車領域等的應用越來越廣泛。但是由于鎂的化學性質活潑,電極電位很低(-2.34KV),致使鎂合金的耐蝕性差,嚴重阻礙了它的推廣和應用。提高鎂合金的耐蝕性,可以從控制合金雜質的含量、開發新的耐蝕合金、表面改性及表面涂層等方法入手,而對于大規模工業生產,采用耐蝕保護膜和涂裝防護處理,是最為經濟易行的方法。
目前,制備鎂合金耐蝕保護膜常采用
鉻酸鹽處理,如著名的DOW7工藝采用鉻酸鈉和氟化鎂,制備了具有一定耐蝕性的防護膜。但是這種工藝生成的六價鉻毒性大,嚴重危險環境和人類的健康。
而在無鉻磷化工中,存在的主要問題有:磷化處理技術中含有大量的
鎳、鉛、亞硝酸鹽、氟等重金屬及致癌物質,已經不符合國家對涂裝行業的環保要求;磷化配方中成分較多(4種以上),影響因素復雜,與鉻酸鹽處理相比,膜層的耐蝕性較差,不含氟化物的耐蝕性更差。公開號為CN101096761A的中國專利提到了鎂合金表面磷化溶液配方,含有錳、鋅、氟等物質,用的是高錳酸鉀和磷酸二氫鋅,但是含氟化物耐蝕性也不高;公開號為CN1598055A的中國專利提到了鎂合金磷化溶液配方,其中含有腐蝕抑制劑氟化鈉,氟化物的存在容易產生有害物質污染環境。文獻“AZ31鎂合金磷化工藝研究”(高煥方等,表面技術,2008,37(4):37-39)在鎂合金AZ31表面制備了耐蝕膜層,但磷化配方中除了含有鎳、氟、亞硝酸鹽物質外,成分較多(9種成分),而且膜層的耐蝕性較鉻酸鹽處理差。
針對以上問題,山東省科學院新材料研究所崔學軍,王修春,盧俊峰等研究了一種鎂合金無鉻無氟磷化溶液及磷化方法,所述的鎂合金無鉻無氟磷化溶液每升中含有磷酸二氫鹽1~50克、硝酸鹽0~30克、添加劑0.1~5克;將經過處理的鎂合金工件浸漬靜置于用磷酸和氨水調制pH值為2.0~5.0的上述磷化溶液中30~100℃下進行磷化處理1~60分鐘即得磷化膜。采用本發明的磷化溶液及工藝對鎂合金進行磷化處理,在鎂合金表面可獲得耐蝕性能好、細致均勻的磷酸鹽轉化膜,而且該磷化膜能有效提高后續涂裝涂層的附著力和防護性能。本發明鎂合金表面磷化溶液成分少,配制簡單;該磷化溶液的磷化方法易于控制,工藝穩定,成本低,沉渣較少。
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