專利名稱：鎂合金黑色氧化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種氧化工藝，特別是一種針對鎂合金的鎂合金黑色氧化工藝，屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂合金是較輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高比強度和比剛度、良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性以及優(yōu)異的加工性能。在航空航天，汽車和電子通信等領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用.但是鎂合金的耐蝕性能較差，當(dāng)與其他金屬如銅，鐵，不銹鋼等接觸時，鎂及鎂合金總是作為陽極而進行電化學(xué)腐蝕，限制了鎂合金在室外的應(yīng)用。目前主要存在的問題有 I)鎂合金由于活性較高，在空氣中極易氧化，這給鎂合金前處理帶來很大困難，前處理選用氧化性太強的化學(xué)藥品，易腐蝕零件，選用太弱的化學(xué)藥品，表面上的自然氧化膜不易清洗干凈，從而影響后期的氧化質(zhì)量。2)傳統(tǒng)工藝的氧化膜黑度不夠，不能滿足光學(xué)儀器消光的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題提供一種有效的鎂合金前處理工藝及鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金表面形成一層附著牢固，色澤黑，均勻一致的氧化膜層。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是鎂合金黑色氧化工藝，其特征在于包括以下步驟
1)用有機溶劑除油；
2)超聲波除油；
3)水洗；
4)酸洗或噴砂；
5)水洗；
6)黑色氧化，即將清洗后的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85 100°C氧化液中浸泡10 20分鐘，PH值控制在2 4之間；
7)水洗；
8)干燥。
所述的用有機溶劑除油是在溫度10°C 35°C用干凈汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡3 5分鐘。所述的用有機溶劑除油是在溫度20°C用干凈的汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡4分鐘。所述的超聲波除油是將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度為50°C 55°C時浸泡I 5分鐘的設(shè)備中進行；所述化學(xué)溶劑組分是由15 25g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、15 25g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、10 15g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3組成。
所述的超聲波除油是將鎂合金制零件放入化學(xué)溶劑中在溫度為53°C時浸泡3分鐘的設(shè)備中進行；所述化學(xué)除油溶劑組分是由20g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3組成。所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度10°C 35°C時浸泡2 3分鐘；所述化學(xué)溶劑組分是由120 150g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、80 120mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF組成。所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘；所述化學(xué)溶劑組分是由135g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、100mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF組成。所述的氧化液組分是由110 170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40 75g/L的硫酸鎂MgSO4,40 75g/L的發(fā)黑劑組成；所述的氧化液溫度是85 100°C，氧化時間10 20分鐘，氧化液的PH值控制在2 4之間。所述的氧化液組分是由140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L 的發(fā)黑劑組成；所述的氧化溫度是95°C，氧化時間是15分鐘，氧化液的pH值控制在3。所述的發(fā)黑劑是由硫酸錳和磷酸按質(zhì)量比9 1的比例組成。本發(fā)明的優(yōu)點是采用本發(fā)明工藝配方所形成的氧化膜層細(xì)膩、附著牢固、黑度好，特別適合光學(xué)儀器有消光要求的零件使用。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限定。實施例I
I、制備100升氧化液按140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L的發(fā)黑劑的含量進行配制。將14公斤重鉻酸鉀、6公斤硫酸鎂、6公斤發(fā)黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全后混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格后即可使用。2、制備100升超聲波除油溶液按20g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3的含量進行配制。將2公斤碳酸鈉、2公斤磷酸鈉、I. 3公斤硅酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解后，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、制備100升酸洗液按135g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、100mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF的含量進行配制。向槽中加入40升的蒸餾水，將13. 5公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然后再加入10升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝
將鎂合金制零件順次經(jīng)I)、用有機溶劑除油它是在溫度20°C用干凈的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質(zhì)零件浸泡4分鐘，對于油污較大的螺紋或細(xì)槽狀零件可用細(xì)毛刷刷去油污，除油后用壓縮空氣將鎂合金材質(zhì)零件吹干；2)、超聲波除油將鎂合金材質(zhì)零件放入溫度為53°C的上述制備好的超聲波除油溶劑中，浸泡3分鐘；3)、水洗用流動的水沖洗；4)、酸洗將鎂合金材質(zhì)零件放入上述制備好的化學(xué)溶劑中，在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘，根據(jù)工藝文件要求，酸洗也可采用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水沖洗；6)、清洗后的待處理鎂合金材質(zhì)零件立即放入溫度在95°C的氧化液中浸泡15分鐘，氧化液的pH值控制在3 ;7)、水洗用流動的水沖洗；8)、干燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產(chǎn)品表面化學(xué)處理與電化學(xué)氧化處理膜層通用規(guī)范中的相關(guān)要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。實施例2
I、制備100升氧化液按110g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40g/L的硫酸鎂MgS04、40g/L的發(fā)黑劑的含量進行配制。將11公斤重鉻酸鉀、4公斤硫酸鎂、4公斤發(fā)黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全后混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格后即可使用。2、制備100升超聲波除油溶液按15g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、15g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、10 g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3的含量進行配制。將I. 5公斤碳酸鈉、I. 5公、斤磷酸鈉、I公斤硅酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解后，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、制備100升酸洗液按120g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、80mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF的含量進行配制。向槽中加入40升的蒸餾水，將12公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然后再加入8升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝
將鎂合金制零件順次經(jīng)I)、用有機溶劑除油它是在溫度10°c用干凈的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質(zhì)零件浸泡3分鐘，對于油污較大的螺紋或細(xì)槽狀零件可用細(xì)毛刷刷去油污，除油后用壓縮空氣將鎂合金材質(zhì)零件吹干；2)、超聲波除油將鎂合金材質(zhì)零件放入溫度為50°C的上述制備好的超聲波除油溶劑中，浸泡I分鐘；3)、水洗用流動的水沖洗；4)、酸洗將鎂合金材質(zhì)零件放入上述制備好的化學(xué)溶劑中，在溫度10°C時浸泡2分鐘，根據(jù)工藝文件要求，酸洗也可采用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水沖洗；6)、清洗后的待處理鎂合金材質(zhì)零件立即放入溫度在85°C的氧化液中浸泡10分鐘，氧化液的pH值控制在2 ;7)、水洗用流動的水沖洗；8)、干燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產(chǎn)品表面化學(xué)處理與電化學(xué)氧化處理膜層通用規(guī)范中的相關(guān)要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。實施例3
I、制備100升氧化液按170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、75g/L的硫酸鎂MgS04、75g/L的發(fā)黑劑的含量進行配制。將17公斤重鉻酸鉀、7. 5公斤硫酸鎂、7. 5公斤發(fā)黑劑；分別融入30升的蒸餾水中，溶解完全后混合在一起加入槽中，加水至100升，攪拌均勻，校正pH值及溫度合格后即可使用。2、制備100升超聲波除油溶液按25g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、25g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、15 g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3的含量進行配制。將2. 5公斤碳酸鈉、2. 5公斤磷酸鈉、I. 5公斤硅酸鈉在不斷攪拌的情況下依次加入(6(T80)升的蒸餾水中，待完全溶解后，加水至100升，攪拌均勻，即可使用。3、制備100升酸洗液按150g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、120mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF的含量進行配制。向槽中加入40升的蒸餾水，將15公斤的鉻酐加入槽中攪拌使其溶解、然后再加入12升氫氟酸，補加蒸餾水至100升，攪拌均勻，即可使用。4、鎂合金黑色氧化工藝將鎂合金制零件順次經(jīng)I)、用有機溶劑除油它是在溫度35°C用干凈的汽油或其它有機溶劑將鎂合金材質(zhì)零件浸泡5分鐘，對于油污較大的螺紋或細(xì)槽狀零件可用細(xì)毛刷刷去油污，除油后用壓縮空氣將鎂合金材質(zhì)零件吹干；2)、超聲波除油將鎂合金材質(zhì)零件放入溫度為55°C的上述制備好的超聲波除油溶劑中，浸泡5分鐘；3)、水洗用流動的水沖洗；4)、酸洗將鎂合金材質(zhì)零件放入上述制備好的化學(xué)溶劑中，在溫度35°C時浸泡3分鐘，根據(jù)工藝文件要求，酸洗也可采用噴砂的方式代替；5)、水洗用流動的水沖洗；6)、清洗后的待處理鎂合金材質(zhì)零件立即放入溫度在100°C的氧化液中浸泡20分鐘，氧化液的pH值控制在4 ;7)、水洗用流動的水沖洗；8)、干燥。5、膜層性能符合WJ2607兵器產(chǎn)品表面化學(xué)處理與電化學(xué)氧化處理膜層通用規(guī)范中的相關(guān)要求，其中耐蝕性達到鹽霧試驗48小時。由于上述實施例采用了本發(fā)明的鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金的氧化膜層細(xì)膩、附著牢固、黑度好，特別適合光學(xué)儀器有消光要求的零件使用。 上述化學(xué)試劑市場均有銷售；所述的發(fā)黑劑是由硫酸錳和磷酸按質(zhì)量比9 1的比例組成，其制備方法是將硫酸錳和磷酸按質(zhì)量比9 1的比例混合均勻即可。
權(quán)利要求
1.鎂合金黑色氧化工藝，其特征在于包括以下步驟 1)用有機溶劑除油； 2)超聲波除油； 3)水洗； 4)酸洗或噴砂； 5)水洗； 6)黑色氧化，即將清洗后的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85 100°C氧化液中浸泡10 20分鐘，PH值控制在2 4之間； 7)水洗； 8)干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的用有機溶劑除油是在溫度10°C 35°C用干凈汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡3 5分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的用有機溶劑除油是在溫度20°C用干凈的汽油或其它有機溶劑將鎂合金零件浸泡4分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的超聲波除油是將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度為50°C 55°C時浸泡I 5分鐘的設(shè)備中進行；所述化學(xué)溶劑組分是由15 25g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、15 25g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、10 15g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的超聲波除油是將鎂合金制零件放入化學(xué)溶劑中在溫度為53°C時浸泡3分鐘的設(shè)備中進行；所述化學(xué)除油溶劑組分是由20g/L的工業(yè)純碳酸鈉Na2C03、20g/L的工業(yè)純磷酸鈉Na3P04、13 g/L的工業(yè)純硅酸鈉Na2SiO3組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度10°C 35°C時浸泡2 3分鐘；所述化學(xué)溶劑組分是由120 150g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、80 120mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的酸洗是由將鎂合金零件放入化學(xué)溶劑中在溫度20°C時浸泡2. 5分鐘；所述化學(xué)溶劑組分是由135g/L的工業(yè)純鉻酐Cr03、100mL/L的工業(yè)純氫氟酸HF組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的氧化液組分是由110 170g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、40 75g/L的硫酸鎂MgS04、40 75g/L的發(fā)黑劑組成；所述的氧化液溫度是85 100°C，氧化時間10 20分鐘，氧化液的pH值控制在2 4之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或8所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的氧化液組分是由140g/L的重鉻酸鉀K2Cr207、60g/L的硫酸鎂MgS04、60g/L的發(fā)黑劑組成；所述的氧化溫度是95°C，氧化時間是15分鐘，氧化液的pH值控制在3。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金黑色氧化工藝，其特征是所述的發(fā)黑劑是由硫酸錳和磷酸按質(zhì)量比9I的比例組成。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計一種氧化工藝，特別是一種針對鎂合金的鎂合金黑色氧化工藝，其特征在于包括以下步驟1)用有機溶劑除油；2)超聲波除油；3)水洗；4)酸洗或噴砂；5)水洗；6)黑色氧化，即將清洗后的待處理的鎂合金零件立即放入溫度在85～100℃氧化液中浸泡10～20分鐘，pH值控制在2～4之間；7)水洗；8)干燥。它提供一種有效的鎂合金前處理工藝及鎂合金黑色氧化工藝，使鎂合金表面形成一層附著牢固，色澤黑，均勻一致的氧化膜層。
文檔編號C23C22/06GK102747351SQ201210235479
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者劉利, 李曉菲, 李麥翠, 王新軍 申請人:北方光電集團有限公司