專利名稱：鎂合金表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鎂合金表面處理方法，采用本發(fā)明的處理結果是將鎂合金表面的其它相移除，而并非在表面形成一層薄膜，所以在回收過程中，并不需要特別的去移除程序，具有無重金屬污染、無氟(氟會破壞臭氧層、也會導致溫室效應)產(chǎn)生，并能有效增加鎂合金的抗腐蝕性、利于后續(xù)涂裝的附著性等優(yōu)點。
背景技術：
鎂在自然界的蘊藏量豐富(地殼中占有1.93％，另外海洋中占有0.13％)，在常用的結構用金屬中僅次于鋁及鐵，排名第三，且鎂合金的比重為實用結構合金中最輕的(鎂比重1.8、鋁2.7、鈦4.5、鐵7.9、銅8.9、鋅7.1)。由于石油危機且有關環(huán)保的CO2消滅計劃，在輕量化、省能源和廢氣污染的考量下，鎂合金為較佳的選擇。此外，鎂具有較佳散熱性、電磁波遮蔽性等特性，應用在3C可攜式產(chǎn)品外殼件的薄壁工件上，與塑料或其它金屬相比更能符合其需求。
此外鎂合金的比阻尼容量(Damping capacity)約為鋁合金的10-25倍、鋅合金的1.5倍，顯示其具有極佳的制震能，用在可攜式設備上有助于減少外界震動源對內(nèi)部精密電子、光學組件的干擾。另外，世界各主要國家環(huán)?；厥辗畹囊鬂u高，因為鎂合金具有可回收性，且在自然環(huán)境下可以自然氧化分解，即，利于環(huán)保為鎂合金發(fā)展的極大優(yōu)勢。但是由于鎂的活性大，表面易與氧形成松散的氧化層導致抗腐蝕性不佳，因此，鎂雖然是比重最小的結構用金屬，但仍無法如鋁合金一般應用于許多輕量化的場合。
許多鎂合金表面處理技術是用以阻絕大氣中的水氣、氧氣，以達到防蝕的目的。目前鎂合金表面處理技術包含有化成皮膜處理、陽極處理、電鍍處理及金屬覆層處理?；善つぬ幚怼㈥枠O處理以鉻酸鹽系統(tǒng)的效果較佳，但鉻酸鹽處理的廢液有著環(huán)保上的問題，由于六價鉻會致癌、且會造成環(huán)境方面其它形式的污染，因此，歐盟共同體于1997年7月提出草案，已于2003年全面禁止六價鉻的使用，且禁止含有鉻成分的產(chǎn)品進口，并已獲得美日兩大工業(yè)先進國的允諾，所以，鉻酸鹽處理將被禁止。
但目前非鉻酸鹽處理的產(chǎn)品在抗蝕性及可靠性方面仍難以與鉻酸鹽處理相比。目前中國臺灣工研院材料所針對其環(huán)保鍍液的研究，如磷酸鹽、硅酸鹽、錳酸鹽及鋁酸鹽等，可避免環(huán)保法規(guī)的限制及禁用，可降低對環(huán)境的影響，但還是有化學廢液的處理問題，長遠來看還是比較不環(huán)保，還是有重金屬(Mn)問題，而且磷是造成水庫優(yōu)氧化的元素。
根據(jù)美國材料與試驗協(xié)會(American Society for Testing and Materials，ASTM)的定義，化成皮膜指的是利用化學或電化學處理，使金屬表面生成一種含有該金屬成分的皮膜層，例如鋅的鉻酸鹽皮膜處理，鋼鐵的磷酸鹽皮膜處理，鋁合金的陽極處理等，欲施行化成皮膜處理的金屬，其形成的化合物或氧化物必須不具有水溶性，同時也不是粉狀物，即，必須是連續(xù)皮膜。
化成皮膜需要在其處理過程中，將處理液施以一溫度而與鎂合金表面生成一層保護皮膜，其腐蝕電流約10-20微安培/平方厘米(μA/cm2)左右，在形成皮膜的過程中其表面將會形成一些微裂痕，使表面均勻化，如圖1所示，為磷酸錳化成處理后的表面形貌；這些微裂痕將會對后續(xù)涂裝的附著力有幫助。如圖3a所示，傳統(tǒng)方式是由材料表面長出含重金屬、磷化物的化成皮膜。這種層皮膜在回收再制的過程中，將造成不利的影響，使合金熔湯中有較多雜質(zhì)元素，所以在回收前，必須再多一個程序?qū)⑦@種皮膜剝離，這將會造成回收成本的增加，另外在剝離過程中又會再產(chǎn)生廢液，對環(huán)境造成二次污染。
另外，中國臺灣TW 573061專利公告“含鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金制品及其制造方法”，其中公開了一種含鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金制品及其制造方法，依據(jù)其制造方法可制得高耐蝕性表面處理鎂合金制品。
中國臺灣TW 557329專利公告“含鋅鍍鋼板的磷酸鹽化成處理方法”，公開了一種可于短時間內(nèi)在含鋅鍍層鋼板的表面上形成致密磷酸鋅被膜的方法。達成上述目的的方法，是使其與下記表面調(diào)整用處理液接觸后，再進行一般磷酸鋅鹽的被膜處理。上記2價或3價金屬例如Zn、Fe、Mn、Ni、Co、Ca、Mg、Al等，其磷酸鹽以含有粒徑5μm以下、且濃度以0.001-30g/L為優(yōu)選方案。
中國臺灣TW 539769專利公告“表面處理鍍錫鋼板及化成處理液”，公開了一種表面處理鍍錫鋼板，還公開了得到該鋼板時所使用的含有磷酸離子、錫離子及有機硅烷偶合劑，且pH為1.5-5.5的化成處理液。其中的表面處理鍍錫鋼板不含有對環(huán)境保護不佳的鉻，是具有優(yōu)良涂料密著性、噴漆后耐蝕性、耐銹性及加工性的鋼板。
中國臺灣TW 555887專利公告“鎂合金表面處理方法”，公開了一種鎂合金表面處理方法，主要包括以下步驟首先提供一鎂合金板材；接著對該鎂合金板材進行噴砂處理，以去除鎂合金板材表面的雜質(zhì)；然后在該鎂合金板材表面以電弧噴覆(Arc Spray)純鋁形成一層鋁膜；再對該鋁膜進行熱壓處理，以使鋁膜更為致密。
綜合上述可知，現(xiàn)有技術中的鎂鋁合金表面處理采用鉻酸工藝處理，有下列缺點1.對環(huán)境重鉻金屬廢水、鉻污泥固化欲覓地埋不易-社會及土地成本負荷太沉重；2.對使用者殘留在配件表面的重金屬鉻析出，造成使用者周遭環(huán)境受到嚴重污染。例如筆記本電腦CPU運算速度越快，鉻析出越快，密閉式空調(diào)環(huán)境下作業(yè)，影響使用者健康程度大。若搭配冷卻風扇的設計，鉻酸析出越快，擴散也越廣；3.另外，以傳統(tǒng)方式，由試片表面長出含重金屬、磷化物的化成皮膜，會產(chǎn)生重金屬污染、氟擴散等，而氟會破壞臭氧層、也會導致溫室效應等。
由前人的研究發(fā)現(xiàn)，鎂合金中添加不同合金元素所形成的第二相對其腐蝕有很大的影響。根據(jù)Nadine等人的研究指出，Mg17Al12在含有氯離子的環(huán)境下是惰性的，因此在鎂鋁合金的系統(tǒng)中的Mg17Al12能阻礙腐蝕。而Das等人卻認為消除合金中的Mg17Al12能增加腐蝕的阻力，因為他們認為鎂鋁合金的腐蝕主要是由α相與Mg17Al12相間的伽凡尼效應所引起。
這種金屬受環(huán)境溶液誘惑的趨勢稱為“電溶壓”(ElectrolyticSolutional tension)。電溶壓大的金屬，因為容易化為金屬離子，所以比較易受腐蝕，反之電溶壓小的金屬，比較不會腐蝕。
電溶壓的概念用在電化學上又稱為“伽凡尼電位”(Galvanic Potential)或“電解電位”，簡稱電位。不同的金屬具有不同的電位，所以當兩種不同金屬搭接在一起時，由于兩者的電位差，就會產(chǎn)生電流，其原理正如同水向低處流的情況一樣。這種電池效應的結果，因電流的通過(從陽極流向陰極)，使較高電位金屬發(fā)生陽極消溶腐蝕。當電位差越大，產(chǎn)生的電流越強，腐蝕損耗率就越大。
在電化學序位中，伽凡尼電位序(Galvanic Potential Series)可以說明在不同環(huán)境下，各種金屬陽極性或陰極性的趨勢。在海水、淡水溶液或其它工業(yè)氣氛中，伽凡尼電位序也可能會有差異，以海水中的伽凡尼電位序而言，依金屬電位由大到小將金屬順序排列，依序為鉀(K)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錫(Sn)、鋁(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)。
這種腐蝕發(fā)生于兩種不同金屬或是合金接觸，而能產(chǎn)生伽凡尼電池(Galvanic cell)的情況，常用金屬材料在海水中的伽凡尼電位序，比具陽極性的金屬容易受到腐蝕。例如在海洋工程中，以焊錫(鉛-錫合金)焊接黃銅配件，因為黃銅的電位序比較具有陰極性，所以比具有陽極性的焊錫較易受腐蝕。再從合金的觀點來比較，如果電池效應發(fā)生在兩相合金上，例如鋼中具有鐵素體(ferrite)和滲碳體(cementite)，則因為鐵素體比較具有陽極性，滲碳體比較具有陰極性，就會產(chǎn)生電化學腐蝕，因此可以說，幾乎所有的兩相合金其腐蝕抵抗力都比單相金屬差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金表面處理方法，采用簡單的蝕刻液在室溫的條件下對鋁鎂合金表面進行蝕刻處理，達到杜絕腐蝕、減少污染的目的。
本發(fā)明是以簡單的蝕刻液在室溫下短時間對鎂合金(例如AZ91D)表面進行蝕刻，將表面的Mg17Al12與富鋁-α(Al-rich-α)相移除，使材料表面形成單一相，杜絕由α相、Mg17Al12相與富鋁-α(Al-rich-α)相之間的伽凡尼效應所引起的腐蝕。由實驗結果發(fā)現(xiàn)，可有效的增加其抗蝕性，且可使表面達到較均勻的表面粗糙度，以利于后續(xù)涂裝的附著性。由于本發(fā)明的處理結果是將表面的其它相移除，而并非在表面形成一層薄膜，所以在回收過程中，并不需要特別的去移除。
首先，本發(fā)明提供了一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經(jīng)由氫氟酸(HF)與硫酸(H2SO4)的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經(jīng)氫氟酸(HF)溶液處理；d.之后再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經(jīng)碳酸鈣(CaCO3)水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
其中，所述氫氟酸(HF)與硫酸(H2SO4)的混合溶液中，氫氟酸(HF)的體積比率為0.05-0.2，硫酸(H2SO4)的體積比率為0.02-0.08，水(H2O)的體積比率為0.4-0.8。所述氫氟酸(HF)溶液中氫氟酸(HF)的體積比率為0.1-0.3，水(H2O)的體積比率為0.7-0.9。
實際應用中，本發(fā)明中的硫酸(H2SO4)可以是95-98％的濃硫酸。
具體地，本發(fā)明提供了一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經(jīng)由氫氟酸(HF)加硫酸(H2SO4)的溶液處理；其中，氫氟酸(HF)加硫酸(H2SO4)的溶液組成為氫氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)與水(H2O)的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8；例如，所述氫氟酸加硫酸的溶液可以是氫氟酸50-200mL+硫酸20-80mL+水400-800mL；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.之后經(jīng)氫氟酸(HF)溶液處理；所述氫氟酸溶液組成為氫氟酸與水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；例如，所述氫氟酸的溶液可以是氫氟酸100-300mL+水700-900mL；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最后經(jīng)碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
本發(fā)明的鎂合金表面處理方法中，所述氫氟酸加硫酸的溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘。所述氫氟酸溶液處理中的操作溫度為20-40℃，時間為0.5-15分鐘。
本發(fā)明的鎂合金表面處理方法可以應用于AZ91D鎂合金，所述AZ91D鎂合金是目前最適用于3C產(chǎn)品薄殼的鎂合金，其組成為Al、Zn、Mn、Si、Cu、Fe、Ni及Mg，具體如表一所示表一、AZ91D鎂合金的組成

本發(fā)明的鎂合金表面處理方法可應用于鎂合金中β相(Mg17Al12)與富鋁相(Al-rich)的去除。
綜上所述，本發(fā)明的鎂合金表面處理方法，是以簡單的蝕刻液在室溫條件下短時間對鎂合金表面進行選擇性蝕刻，使材料表面形成單一相，并杜絕腐蝕。本發(fā)明不但可有效的增加合金的抗蝕性，且使材料表面具備均勻的表面粗糙度，利于后續(xù)涂裝或烤漆的附著性。本發(fā)明的處理結果是將合金表面的其它相移除，所以材料表面沒有傳統(tǒng)化成處理的重金屬或磷化物的皮膜，在處理工藝上也沒有重金屬廢液的問題。本發(fā)明同時具有無重金屬污染、無氟化物殘留等優(yōu)點。
經(jīng)發(fā)明人長時間在國內(nèi)外各種公開的數(shù)據(jù)庫檢索及查詢的結果，對于本發(fā)明的鎂合金表面處理方法，目前國內(nèi)外還沒有相同或類似的技術報道，本發(fā)明對產(chǎn)業(yè)界而言是非常重要的。


圖1為傳統(tǒng)經(jīng)磷酸化成處理后的合金表面形貌。
圖2為本發(fā)明的鎂合金表面處理方法實施的實施步驟的示意圖。
圖3a與圖3b為傳統(tǒng)與本發(fā)明的鎂合金表面處理方法比較的實施試片橫截面示意圖，其中，圖3a為經(jīng)化成處理皮膜處理的情況，圖3b為經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]/氫氟酸(HF)處理的情況。
圖4為按照本發(fā)明的鎂合金表面處理方法經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理后的合金表面形貌。
圖5為經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前與處理后的合金表面粗糙度測量的示意圖。
圖6為經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前后的極化曲線圖。
圖7為經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前及處理后的X-光衍射分析。
圖8為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面處理后的金相圖與數(shù)據(jù)分析的示意圖。
圖9為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面處理后的金相圖與數(shù)據(jù)分析的示意圖。
圖10為傳統(tǒng)的物件經(jīng)表面烤漆前后的照片。
圖11為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面烤漆前后的照片。
圖12為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面處理后的表層附著情況的一示意圖。
圖13為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面處理后的表層附著情況的另一示意圖。
圖中主要組件符號說明1表面處理程序 11氫氟酸+硫酸 12純水 13氫氟酸14碳酸鈣水溶液 2物件 21原始表面22化成皮膜 23選擇性蝕刻層 a烤漆層具體實施方式
本發(fā)明的鎂合金表面處理方法，其實施流程如圖2所示，表面處理程序1先經(jīng)由特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理(可采用例如涂布、浸漬等方式)，再用水洗12(最好是純水清洗)，洗去其表面殘留藥劑；接著，經(jīng)特定比例的氫氟酸(HF)13溶液處理(可采用例如涂布、浸漬等方式處理)，再用水洗12(優(yōu)選純水清洗)，洗去其表面殘留藥劑；將材料吹干；再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14中，進行30分鐘至60分鐘的處理(例如浸漬)。
在本發(fā)明的鎂合金表面處理方法中，所述[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液，其中各成分的體積比率分別為氫氟酸(HF)0.05-0.2，硫酸(H2SO4)0.02-0.08，水(H2O)0.4-0.8；例如，氫氟酸50-200mL+硫酸20-80mL+水400-800mL；操作溫度20-40℃，時間1-15分鐘(min)；其中，上述最優(yōu)選的條件為氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.174，硫酸0.052，水0.774；例如，所述[氫氟酸+硫酸]11的溶液可以是氫氟酸174mL+硫酸52mL+水774mL；操作溫度25℃；時間3.5分鐘。
所述氫氟酸(HF)13的溶液，氫氟酸(HF)、水(H2O)的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；具體地，其組成為氫氟酸100-300mL+水700-900mL；操作溫度20-40℃，時間0.5-15分鐘；其中，上述最優(yōu)選的條件為氫氟酸、水的比率分別為氫氟酸0.2，水0.8；例如，氫氟酸200mL+水800mL；操作溫度25℃；操作時間3分鐘。
所述碳酸鈣(CaCO3)水溶液14，其中的碳酸鈣(CaCO3)與水的比率為5wt％；例如，碳酸鈣(CaCO3)5g+水(H2O)100mL；操作溫度40℃。
如圖3a所示，傳統(tǒng)的表面處理方式是由物件2的原始表面21長出含重金屬、磷化物的鉻酸鹽、磷酸鹽等化成皮膜22；而本發(fā)明的鎂合金表面處理方法是由物件2的原始表面蝕刻進去材料內(nèi)部，如圖3b所示，為本發(fā)明的選擇性蝕刻層23；本發(fā)明的方式是以選擇性蝕刻將材料表面的異相去除，產(chǎn)生類似化成皮膜處理后的微裂痕形貌，將會對后續(xù)涂裝的附著力有幫助，這是本發(fā)明鎂合金表面處理法的另一優(yōu)點。鎂鋁合金件如筆記本電腦和手機外殼等，除了前段的壓鑄設備外，后段的皮膜處理是關鍵工藝，本發(fā)明可在鎂鋁合金件上披覆一層金屬，可稱為環(huán)保工藝，在產(chǎn)業(yè)上將取代鉻酸處理。
實施例一材料經(jīng)[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11和氫氟酸(HF)13溶液處理后，由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察其表面的形貌(請參考圖4所示)與化成皮膜后的形貌相似，所以可達到增加涂裝的附著力的功效；而由表面粗糙度的測量(請參考圖5所示)其表面也可達到相似的粗糙度，以利后續(xù)的涂裝。圖5中，Lt測量長度(mm)；Lc每一單位長度取一點(mm)；實驗編號①中采用剛壓鑄完成的試片，未經(jīng)任何處理(as-diecast)。
實施例二本發(fā)明的鎂合金表面處理法經(jīng)由電化學實驗結果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過[氫氟酸+硫酸]11和氫氟酸氫13溶液處理后，其腐蝕電流可大幅下降，腐蝕電流可從約300微安培/平方厘米(μA/cm2)降到10微安培/平方厘米(μA/cm2)以下，如圖6及表二所示。其結果與鉻酸、非鉻酸系列的化成皮膜處理相近。
表二、實施的試片經(jīng)特定比例的[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]和氫氟酸(HF)溶液處理前后的腐蝕電流比較。

本發(fā)明的鎂合金表面處理方法經(jīng)由X-光衍射儀的分析結果，如圖7所示，圖中符號①表示采用剛壓鑄完成、未經(jīng)任何處理的試片(as-diecast)作對照。可以看出，經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后β相(Mg17Al12)的衍射峰消失，使得處理后的試片表面形成單一相的結構；其抗蝕性增加，達到其保護效果。由實驗證明是移除β相(Mg17Al12)和富鋁(Al-rich)相，而沒有在其表面形成一層皮膜，因此在回收上并不需要再另外做剝離的處理。
如圖8所示，為本發(fā)明的實施例的表面經(jīng)[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘后，接著再經(jīng)氫氟酸(HF)13處理3分鐘后的結果的金相圖與數(shù)據(jù)分析示意圖。圖8中1、2兩個分析位置的數(shù)據(jù)分析結果記錄于表三。
表三、數(shù)據(jù)分析結果(原子百分比)

由表三中的數(shù)據(jù)分析可顯示出材料表面的氟含量很高，而氟會破壞臭氧層，也會導致溫室效應等不良的后果；但是，本實施例的材料表面無鐵、錳、鉻等重金屬產(chǎn)生，也無磷產(chǎn)生。
如圖9所示，為本發(fā)明的實施例的表面經(jīng)[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘后，接著經(jīng)氫氟酸(HF)13處理3分鐘，最后，再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14中，進行30分鐘至60分鐘處理后的結果的金相圖與數(shù)據(jù)分析示意圖；圖9中1、2兩個分析位置的數(shù)據(jù)分析結果記錄于表四。
表四、數(shù)據(jù)分析結果(原子百分比)

由表四中的數(shù)據(jù)分析可顯示出經(jīng)碳酸鈣(CaCO3)水溶液14處理后，可大幅降低其含氟量；本實施例的材料表面無鐵、錳、鉻等重金屬產(chǎn)生，也無磷產(chǎn)生。其中，碳酸鈣水溶液中碳酸鈣(CaCO3)與水的比率為5wt％；例如，其組成可以為碳酸鈣(CaCO3)5g+水(H2O)100mL；操作溫度40℃。
如圖10所示，為傳統(tǒng)的物件經(jīng)表面烤漆前后的照片，其中，左上圖與右上圖為傳統(tǒng)的物件未經(jīng)表面烤漆之前的相片，左下圖與右下圖為經(jīng)表面烤漆后的照片；經(jīng)上下互相對照后，可輕易看出傳統(tǒng)的物件表面缺乏光澤度，對需要美觀的產(chǎn)品而言，是一個嚴重的缺點。
如圖11所示，為本發(fā)明的實施例經(jīng)表面烤漆前后的照片；左上圖與右上圖為實施例未經(jīng)表面烤漆之前的相片，左下圖與右下圖為經(jīng)加碳酸鈣表面烤漆后的照片；由圖中經(jīng)上下互相對照后，可看出本實施例的物件材料表面具有很好的光澤度。
如圖12所示，為本發(fā)明的實施例的表面經(jīng)[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘(min)后，接著再經(jīng)氫氟酸(HF)13處理3分鐘(min)后的經(jīng)表面處理后的表層附著情況的示意圖；左上圖顯示本實施例的烤漆面朝下，試片往下彎曲；右上圖為本實施例試片的正視圖，左下圖顯示實施例的試片往下彎曲后，烤漆層a仍附著于基材表面。
如圖13所示，為本發(fā)明的實施例的表面經(jīng)[氫氟酸(HF)+硫酸(H2SO4)]11的溶液處理3.5分鐘(min)后，接著經(jīng)氫氟酸(HF)13處理3分鐘(min)，最后，再在碳酸鈣(CaCO3)水溶液14進行30分鐘至60分鐘處理后的表層附著情況的示意圖，左上圖顯示本實施例的烤漆面朝下，試片往下彎曲；右上圖為本實施例試片的正視圖，左下圖顯示實施例的試片往下彎曲后烤漆層a仍附著于基材表面。
由上述可知，本發(fā)明的鎂合金的表面處理方法，可達到以下的性能要求(1)涂膜密著性；(2)裸露耐蝕性；(3)低電阻值；(4)不含鉻等有害物質(zhì)。
上述本發(fā)明的鎂合金表面處理法的使用及實施例，為本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一，并非用以局限本發(fā)明的特征，凡利用本發(fā)明相關的技術手段、創(chuàng)設原理的再創(chuàng)作，均應屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經(jīng)由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經(jīng)氫氟酸溶液處理；d.之后再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經(jīng)碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
2.如權利要求1所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸的體積比率為0.05-0.2；硫酸的體積比率為0.02-0.08；水的體積比率為0.4-0.8。
3.如權利要求1所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸溶液中氫氟酸的體積比率為0.1-0.3；水的體積比率為0.7-0.9。
4.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經(jīng)由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.之后經(jīng)氫氟酸溶液處理；所述氫氟酸溶液中氫氟酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最后經(jīng)碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
5.如權利要求1或4所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸混合溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘。
6.如權利要求1或4所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為0.5-15分鐘。
7.一種鎂合金表面處理方法，其步驟包含a.先經(jīng)由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.05-0.2，硫酸0.02-0.08，水0.4-0.8，且氫氟酸與硫酸混合溶液處理的操作溫度為20-40℃，時間為1-15分鐘；b.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.接著經(jīng)氫氟酸溶液處理；所述氫氟酸溶液中氫氟酸、水的體積比率分別為氫氟酸0.1-0.3，水0.7-0.9，且氫氟酸溶液處理的操作溫度20-40℃，時間為0.5-15分鐘；d.再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.最后經(jīng)碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。
8.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其應用于AZ91D鎂合金，所述AZ91D鎂合金的組成為包括Al、Zn、Mn、Si、Cu、Fe、Ni及Mg。
9.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其應用于鎂合金中β相和富鋁相的去除。
10.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，碳酸鈣水溶液處理的操作時間為30至60分鐘。
11.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸與硫酸的混合溶液中氫氟酸、硫酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.174，硫酸0.052，水0.774；操作溫度25℃；操作時間3.5分鐘。
12.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述氫氟酸的溶液中氫氟酸和水的體積比率分別為氫氟酸0.2，水0.8；操作溫度25℃；操作時間3分鐘。
13.如權利要求1或4或7所述的鎂合金表面處理方法，其中，所述碳酸鈣水溶液中碳酸鈣與水的比率為5wt％；操作溫度40℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及鎂合金表面處理方法，包括步驟a.先經(jīng)由氫氟酸與硫酸的混合溶液處理；b.接著用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；c.再經(jīng)氫氟酸溶液處理；d.之后再用水清洗，洗去其表面殘留藥劑；e.再經(jīng)碳酸鈣水溶液處理；這樣，即可完成鎂合金的表面處理。本發(fā)明的方法是以簡單的蝕刻液在室溫的條件下，短時間對鎂合金表面進行選擇性蝕刻，使材料表面形成單一相，并杜絕腐蝕。
文檔編號C23F1/10GK1824832SQ200510008809
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權日2005年2月23日
發(fā)明者汪俊延, 卓锜淵, 李青霏 申請人:汪俊延, 卓锜淵, 李青霏