鎂合金化成方法
【專利摘要】一種鎂合金化成方法，其包括以下步驟：提供一鎂合金工件；使用脫脂溶液對該鎂合金工件脫脂；使用酸洗溶液對該鎂合金工件第一次酸洗；使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第一次表面調(diào)整；使用酸洗溶液對該鎂合金工件第二次酸洗；使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第二次表面調(diào)整；使用預成膜溶液對該鎂合金工件預成膜，以中和在該鎂合金工件表面殘留的表面調(diào)整溶液；及使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜，以在該鎂合金工件表面形成磷化膜。采用上述鎂合金化成方法得到鎂合金工件的磷化膜均勻致密，耐蝕性較好且阻抗較低。
【專利說明】鎂合金化成方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鎂合金化成方法。

【背景技術】
[0002]鎂合金輕材料因為比重低、強度高且適合回收使用而廣泛應用于汽車及電子設備。但是，由于鎂合金化學性質(zhì)較為活潑，耐腐蝕性能較差，因此鎂合金工件在使用前一般需要在其表面形成保護膜。
[0003]目前一般采用化成方法在鎂合金表面形成化學轉(zhuǎn)化膜，以增強其耐腐蝕性，同時也可增強其與涂裝層的附著力。當鎂合金用于手機外殼件或其他通信電子裝置時，表面的化學轉(zhuǎn)化膜的阻抗會直接影響到組裝后整機的電磁屏蔽性，如阻抗太高電磁屏蔽性能則較差。然而，采用現(xiàn)有化成方法獲得的化學轉(zhuǎn)化膜的阻抗一般較高，難以滿足上述通信電子裝置的使用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述狀況，有必要提供一種形成的磷化膜具有較小表面阻抗的鎂合金化成方法。
[0005]一種鎂合金化成方法，其包括以下步驟:提供一鎂合金工件；使用脫脂溶液對該鎂合金工件脫脂，以去除該鎂合金工件表面的油污；使用酸洗溶液對該鎂合金工件第一次酸洗，以去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑；使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第一次表面調(diào)整，以去除酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物；使用酸洗溶液對該鎂合金工件第二次酸洗，以進一步去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑；使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第二次表面調(diào)整，以去除酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物；使用預成膜溶液對該鎂合金工件預成膜，以中和在該鎂合金工件表面殘留的表面調(diào)整溶液；使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜，以在該鎂合金工件表面形成磷化膜。
[0006]采用上述鎂合金化成方法，由于鎂合金工件經(jīng)過兩次酸洗及兩次表面調(diào)整，使鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、污垢、冷加工鎂屑及其他殘留物徹底去除，再經(jīng)過預成膜，使殘留于鎂合金工件表面的堿性表面調(diào)整溶液得到中和，使鎂合金工件經(jīng)過化學成膜得到的磷化膜均勻致密，因此，磷化膜的耐蝕性較好且阻抗較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施方式的鎂合金化成方法的流程圖。
[0008]圖2是實施例1及實施例4的處理流程及參數(shù)。
[0009]圖3是對比例I至對比例5的處理流程及參數(shù)。
[0010]圖4是實施例1至實施例4的阻抗測試及鹽霧測試結果。
[0011]圖5是對比例I至對比例5的阻抗測試及鹽霧測試結果。
[0012]圖6是實施例1的鎂合金工件表面的掃描電子顯微鏡照片。
[0013]如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

【具體實施方式】
[0014]請參見圖1，所示為本發(fā)明實施方式的鎂合金化成方法的流程圖，其包括以下步驟:
步驟S10，提供一鎂合金工件。
[0015]步驟S20，脫脂，以去除該鎂合金工件表面的油污，使鎂合金工件表面親水，且水膜連續(xù)不斷。脫脂時間控制在5至10分鐘，脫脂溫度控制在60至80°C。建浴時，脫脂溶液包括氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉。氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為10至40克/升(g/L)，碳酸鈉的質(zhì)量濃度為20至30g/L，硅酸鈉的質(zhì)量濃度為30至50g/L。
[0016]步驟S30，第一次酸洗，以去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑等。酸洗時間控制在0.5至I分鐘，酸洗溫度控制在60至70°C。建浴時，第一次酸洗溶液包括草酸、十二烷基磺酸鈉及油酰二乙醇胺。其中，草酸的體積濃度為20至60毫升/升(mL/L)，十二烷基磺酸鈉的體積濃度為10至20g/L，油酰二乙醇胺的質(zhì)量濃度為3至8g/L。
[0017]步驟S40，第一次表面調(diào)整，以去除第一次酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物。表面調(diào)整時間控制在0.5至I分鐘，表面調(diào)整溫度控制在80至90°C。建浴時，第一次表面調(diào)整溶液包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及十二烷基磺酸鈉。其中，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為50至90g/L，氫氧化鉀的質(zhì)量濃度為50至70g/L，十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量濃度為5至15g/L。
[0018]步驟S50，第二次酸洗，以進一步去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑等。酸洗時間控制在1.5至3分鐘，酸洗溫度控制在60至70°C。建浴時，第二次酸洗溶液包括草酸、十二烷基磺酸鈉及油酰二乙醇胺。其中，草酸的體積濃度為20-60mL/L，十二烷基磺酸鈉的體積濃度為10至20g/L，油酰二乙醇胺的質(zhì)量濃度為3至8g/L。
[0019]步驟S60，第二次表面調(diào)整，以去除第二次酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物。表面調(diào)整時間控制在2至3分鐘，表面調(diào)整溫度控制在70至90°C。建浴時，第二次表面調(diào)整溶液包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及十二烷基磺酸鈉。其中，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為50至90g/L，氫氧化鉀的質(zhì)量濃度為50至70g/L，十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量濃度為5至15g/L。
[0020]步驟S70，預成膜，以中和在該鎂合金工件表面殘留的表面調(diào)整溶液。預成膜時間控制均為10至25秒，預成膜溫度控制均為20至35°C。建浴時，預成膜溶液包括磷酸、磷酸二氫錳、磷酸二氫鈣、鋯酸鈉、釩酸鈉、鑰酸鈉及硅酸鈉。其中，磷酸的體積濃度為30至100mL/L,磷酸二氫錳的質(zhì)量濃度為10至40g/L，磷酸二氫鈣的質(zhì)量濃度為5至20g/L，鋯酸鈉的質(zhì)量濃度為I至10g/L，釩酸鈉的質(zhì)量濃度為I至4g/L，鑰酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至2g/L，硅酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至3g/L。預成膜溶液的pH范圍為1.75至1.9。
[0021]步驟S80，化學成膜，以在該鎂合金工件表面形成磷化膜。化學成膜時間控制均為15至40秒，化學成膜溫度控制均為20至35°C。建浴時，化成溶液包括為磷酸、磷酸二氫錳、磷酸二氫鈣、鋯酸鈉、釩酸鈉、鑰酸鈉及硅酸鈉。其中，磷酸的體積濃度為30至100mL/L，磷酸二氫錳的質(zhì)量濃度為10至40g/L，磷酸二氫鈣的質(zhì)量濃度為5至20g/L，鋯酸鈉的質(zhì)量濃度為I至10g/L，釩酸鈉的質(zhì)量濃度為I至4g/L，鑰酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至2g/L，硅酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至3g/L。化成溶液的pH范圍為1.95至2.15。
[0022]步驟S90，烘干該鎂合金工件。
[0023]在步驟S20至步驟S80的連續(xù)兩個步驟之間，均還可包括水洗該鎂合金工件的步驟。
[0024]可以理解，也可采用其它成分的脫脂溶液，如僅包括氫氧化鈉或磷酸鈉的水溶液，只要該脫脂溶液能夠去除該鎂合金工件表面的油污，使鎂合金工件表面親水，且水膜連續(xù)不斷，即可?？梢岳斫?，如該鎂合金工件先經(jīng)過噴砂、拋光或研磨等方式處理后，鎂合金工件表面沒有油污，則該步驟S20可省略。
[0025]可以理解，也可采用其他成分的酸洗溶液，如檸檬酸水溶液，只要其可去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑，即可。
[0026]可以理解，也可采用其他表面調(diào)整溶液。可以理解，如該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑較少也可省略一次酸洗及一次表面調(diào)整，即僅使該鎂合金工件經(jīng)過一次酸洗及一次表面調(diào)整。
[0027]可以理解，也可采用其他的化成溶液，如包括磷酸及單寧酸的化成溶液。
[0028]為進一步對上述鎂合金化成方法進行說明，以下將以具體實施例及對比例說明。
[0029]提供九組鎂合金工件，該九組鎂合金工件的材質(zhì)均為AZ91D型鎂合金，其中第一組至第四組鎂合金工件采用本發(fā)明實施方式的鎂合金化成方法處理，作為實施例1至實施例4 ;第五組至第九組鎂合金工件則采用其他化成方法處理，作為對比例I至對比例5。上述實施例1至實施例4的鎂合金工件的處理流程及參數(shù)(一般步驟中的參數(shù)僅列出處理時間及處理溫度，不包含相同的其他參數(shù)(詳細可參照下文實施例內(nèi)容)；預成膜及化學成膜步驟時列出處理時間、處理溫度及pH)請參圖2，建浴時處理溶液的成分及濃度參下文；上述對比例I至對比例5的鎂合金工件的處理流程及參數(shù)(一般步驟中的參數(shù)僅列出處理時間及處理溫度，不包含相同的其他參數(shù)；預成膜及化學成膜步驟時列出處理時間、處理溫度及pH)請參圖3，建浴時處理溶液的成分及濃度參下文。經(jīng)化成處理后，在上述九組鎂合金工件中每組隨機選取5個樣品進行阻抗測試及鹽霧測試，測試結果請參圖4及圖5。其中，鹽霧測試在鹽霧箱中進行，使用質(zhì)量濃度為50±5g/L的氯化鈉溶液，連續(xù)噴霧8小時，箱內(nèi)溫度保持在35±2°C，腐蝕面積按JIS-Z2371等級標準進行評測；表面阻抗測試使用阻抗儀(型號:FLUKE 287C萬用表)與探針，探針附加0.5牛固定壓力，垂直放置于樣品表面，每個樣品選取5個固定位置測試。
[0030]實施例1
建浴時處理溶液的成分及濃度如下:
脫脂:氫氧化鈉10g/L，碳酸鈉20g/L，硅酸鈉30g/L。
[0031]第一次酸洗:草酸20mL/L，十二烷基磺酸鈉10g/L，油酰二乙醇胺8g/L ；
第一次表面調(diào)整:氫氧化鈉50g/L，氫氧化鉀50g/L，十二烷基磺酸鈉15g/L。
[0032]第二次酸洗:草酸60mL/L，十二烷基磺酸鈉20g/L，油酰二乙醇胺3g/L。
[0033]第二次表面調(diào)整:氫氧化鈉50g/L，氫氧化鉀50g/L，十二烷基磺酸鈉15g/L。
[0034]預成膜:磷酸100mL/L，磷酸二氫錳10g/L，磷酸二氫鈣20g/L，;鋯酸鈉10g/L，釩酸鈉4g/L，鑰酸鈉0.5g/L，硅酸鈉0.5g/L。
[0035]化學成膜:磷酸30mL/L，磷酸二氫錳40g/L，磷酸二氫鈣5g/L，鋯酸鈉lg/L，釩酸鈉lg/L，鑰酸鈉2g/L，硅酸鈉3g/L。
[0036]實施例2
建浴時處理溶液的成分及濃度如下:
脫脂:氫氧化鈉40g/L，碳酸鈉30g/L，硅酸鈉50g/L。
[0037]第一次酸洗:草酸60mL/L，十二烷基磺酸鈉20g/L，油酰二乙醇胺3g/L。
[0038]第一次表面調(diào)整:氫氧化鈉90g/L，氫氧化鉀70g/L，十二烷基磺酸鈉5g/L。
[0039]第二次酸洗:草酸20mL/L，十二烷基磺酸鈉15g/L，油酰二乙醇胺8g/L。
[0040]第二次表面調(diào)整:氫氧化鈉90g/L，氫氧化鉀70g/L，十二烷基磺酸鈉5g/L。
[0041]預成膜:磷酸30mL/L，磷酸二氫錳40g/L，磷酸二氫鈣5g/L，鋯酸鈉I g/L，釩酸鈉lg/L，鑰酸鈉2g/L，硅酸鈉3g/L。
[0042]化學成膜:磷酸100mL/L，磷酸二氫錳10g/L，磷酸二氫鈣20g/L，鋯酸鈉10g/L，釩酸鈉4g/L，鑰酸鈉0.5g/L，硅酸鈉0.5g/L。
[0043]實施例3
建浴時處理溶液的成分及濃度如下:
脫脂:氫氧化鈉200g/L，碳酸鈉300g/L，硅酸鈉20g/L。
[0044]第一次酸洗:草酸40mL/L，十二烷基磺酸鈉10g/L，油酰二乙醇胺3g/L。
[0045]第一次表面調(diào)整:氫氧化鈉60g/L，氫氧化鉀60g/L，十二烷基磺酸鈉5g/L。
[0046]第二次酸洗:草酸50mL/L，十二烷基磺酸鈉16g/L，油酰二乙醇胺3g/L。
[0047]第二次表面調(diào)整:氫氧化鈉60g/L，氫氧化鉀70g/L，十二烷基磺酸鈉5g/L。
[0048]預成膜:磷酸70mL/L，磷酸二氫錳30g/L，磷酸二氫鈣15 g/L,鋯酸鈉2g/L，釩酸鈉lg/L，鑰酸鈉lg/L，硅酸鈉0.5g/L。
[0049] 化學成膜:磷酸70mL/L，磷酸二氫錳20g/L，磷酸二氫鈣20g/L，鋯酸鈉8g/L，釩酸鈉3g/L，鑰酸鈉0.5g/L，硅酸鈉lg/L。
[0050]實施例4
建浴時處理溶液的成分及濃度如下:
脫脂:氫氧化鈉10g/L，碳酸鈉20g/L，硅酸鈉30g/L。
[0051]第一次酸洗:草酸20mL/L，十二烷基磺酸鈉15g/L，油酰二乙醇胺8g/L。
[0052]第一次表面調(diào)整:氫氧化鈉50g/L，氫氧化鉀50g/L，十二烷基磺酸鈉15g/L。
[0053]第二次酸洗:草酸60mL/L，十二烷基磺酸鈉20g/L，油酰二乙醇胺3g/L。
[0054]第二次表面調(diào)整:氫氧化鈉90g/L，氫氧化鉀的70g/L，十二烷基磺酸鈉5g/L。
[0055]預成膜:磷酸40mL/L，磷酸二氫錳40g/L，磷酸二氫鈣5g/L，鋯酸鈉lg/L，釩酸鈉lg/L，鑰酸鈉0.5g/L，硅酸鈉0.5g/L
化學成膜:磷酸50mL/L，磷酸二氫錳30g/L，磷酸二氫鈣10g/L，鋯酸鈉2g/L，釩酸鈉3g/L,鑰酸鈉0.5g/L，硅酸鈉0.5g/L
對比例I至對比例5的建浴條件與實施例1的建浴條件相同。
[0056] 由測試結果可看出，采用本發(fā)明實施方式的鎂合金的化成方法處理的鎂合金工件的耐蝕性較好，鹽霧測試均為9級，表面阻抗較低且較穩(wěn)定，表面阻抗最大值小于0.7歐姆，平均阻抗大致為0.4歐姆。對比例I至5中，鎂合金工件的耐蝕性均較差，表面阻抗也較高?？梢?，采用本發(fā)明的鎂合金化成方法處理的鎂合金工件具有良好的耐鹽霧性能及較小的表面阻抗。當該鎂合金工件應用于便攜式電子裝置時，可確保該便攜式電子裝置具有較強的電磁波屏蔽能力。
[0057]采用本發(fā)明的鎂合金的化成方法，由于鎂合金工件經(jīng)過兩次酸洗及兩次表面調(diào)整，使鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、污垢、冷加工鎂屑及其他殘留物徹底去除，再經(jīng)過預成膜，使殘留于鎂合金工件表面的堿性表面調(diào)整溶液得到中和，使鎂合金工件經(jīng)過化學成膜得到的磷化膜均勻致密(請參閱圖6，實施例1的鎂合金工件表面的掃描電子顯微鏡照片)，因此，磷化膜的耐蝕性較好且阻抗較低。
[0058]另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化 ，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種鎂合金化成方法，其包括以下步驟: 提供一鎂合金工件； 使用脫脂溶液對該鎂合金工件脫脂，以去除該鎂合金工件表面的油污； 使用酸洗溶液對該鎂合金工件第一次酸洗，以去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑； 使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第一次表面調(diào)整，以去除酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物； 使用酸洗溶液對該鎂合金工件第二次酸洗，以進一步去除該鎂合金工件表面的氧化物、離型劑、嵌入表面的污垢或附著的冷加工鎂屑； 使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第二次表面調(diào)整，以去除酸洗后附著于該鎂合金工件表面的殘留物； 使用預成膜溶液對該鎂合金工件預成膜，以中和在該鎂合金工件表面殘留的表面調(diào)整溶液； 使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜，以在該鎂合金工件表面形成磷化膜。
2.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜的步驟中，化學成膜的時間控制為15至40秒，化學成膜的溫度控制均為20至35。。。
3.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在該使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜的步驟中，建浴時，化成溶液包括磷酸、磷酸二氫錳、磷酸二氫鈣、鋯酸鈉、釩酸鈉、鑰酸鈉、硅酸鈉的水溶液。
4.如權利要求3所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在該使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜的步驟中，建浴時，該磷酸的體積濃度為30至100毫升/升，該磷酸二氫錳的質(zhì)量濃度為10至40克/升，該磷酸二氫鈣的質(zhì)量濃度為5至20克/升，該鋯酸鈉的質(zhì)量濃度為I至10克/升，該釩酸鈉的質(zhì)量濃度為I至4克/升，該鑰酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至2克/升，該硅酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5至3克/升。
5.如權利要求4所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用化成溶液對該鎂合金工件化學成膜的步驟中，該化成溶液的PH范圍為1.95至2.15。
6.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用酸洗溶液對該鎂合金工件第一次酸洗的步驟中，酸洗時間控制在0.5至I分鐘，酸洗溫度控制在60至70°C。
7.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用酸洗溶液對該鎂合金工件第一次酸洗的步驟中，建浴時，該酸洗溶液包括草酸、十二烷基磺酸鈉及油酰二乙醇胺的水溶液。
8.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用表面調(diào)整溶液對該鎂合金工件第一次表面調(diào)整的步驟中，表面調(diào)整時間控制在0.5至I分鐘，表面調(diào)整溫度控制在60 至 70 0C ο
9.如權利要求1所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用預成膜溶液對該鎂合金工件預成膜的步驟中，預成膜的時間控制為10至25秒。
10.如權利要求9所述的鎂合金化成方法，其特征在于:在使用預成膜溶液對該鎂合金工件預成膜的步驟中，該預成膜溶液的PH范圍為1.75至1.90。
【文檔編號】C23C22/78GK104046977SQ201310078134
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權日:2013年3月12日
【發(fā)明者】陳浩偉, 李午斌, 高永輝, 錢崑 申請人:富準精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準精密工業(yè)股份有限公司