一種用于鎂合金的鈍化液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鎂合金的鈍化液及其制備方法，該鈍化液由鉬酸鈉、釩酸銨、硅酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氧化鋅、草酸、檸檬酸、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨、氫氟酸和去離子水組成，制備方法為：先用草酸和檸檬酸溶液溶解氧化鋅，然后加入其余組分，并用氫氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值。本發(fā)明以釩酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽等為原料，不含污染環(huán)境的重金屬鉻，從根本上解決了含鉻鈍化工藝對(duì)環(huán)境的污染問題，有利于環(huán)保；并且本發(fā)明能在鎂合金表面生成金屬氧化物和氟化物復(fù)合膜，該復(fù)合鈍化膜的耐腐蝕優(yōu)異，可以達(dá)到甚至超過鉻鈍化膜的耐腐蝕性。
【專利說明】
一種用于鏌合金的鈍化液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鎂合金的鈍化液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 因鎂合金材料是一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，質(zhì)量為鋁的2/3,鋼鐵的1/4,與鋼、鋁、塑料等 工程材料相比，鎂合金具有強(qiáng)度和剛度好，電磁屏蔽性能好，無磁性;吸震性好;無毒、可回 收;極好的切削加工性能，極高的壓鑄生產(chǎn)率，尺寸收縮小，并且具有優(yōu)良低溫性能和導(dǎo)熱 率高等特點(diǎn)，所以被被廣泛應(yīng)用。目前成為電子產(chǎn)品如筆記本電腦、手機(jī)、PDA等中主要的材 料，鎂合金的應(yīng)用范圍因而迅速擴(kuò)大。
[0003] 鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜不僅本身具有一定的耐蝕性能，還可以在其上面進(jìn)行涂裝 提高裝飾性，因此化學(xué)轉(zhuǎn)化常作為鎂合金彩色涂裝的前處理，提高了整個(gè)涂裝體系的附著 力與耐腐蝕性能。另外，化學(xué)轉(zhuǎn)化采用浸泡處理不需要通電，處理工藝簡單容易控制，因此 是最為廣泛應(yīng)用的表面處理技術(shù)。鎂合金的傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理以MIL/M23171和HB/ Z5078278工藝為代表，由于處理液中含有毒性高且易致癌的六價(jià)鉻，其使用正受到嚴(yán)格的 限制。特別是2000年歐洲議會(huì)通過的ELVs法規(guī)中明確規(guī)定每輛汽車用于零部件表面處理的 六價(jià)鉻用量不得超過2g，依照歐盟RoHS法規(guī)與我國將實(shí)施的電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦 法，嚴(yán)格限制電子電氣設(shè)備中六價(jià)鉻等有毒成分的含量，因此鎂合金的環(huán)境友好型無鉻轉(zhuǎn) 化處理技術(shù)受到極大關(guān)注。目前報(bào)道的無鉻轉(zhuǎn)化處理工藝主要有磷酸鹽處理、磷酸鹽-高錳 酸鹽處理、氟鋯酸鹽或氟鈦酸鹽處理、錫酸鹽處理、鉬酸鹽或鎢酸鹽、釩酸鹽處理、鈷鹽處理 等，但是與傳統(tǒng)鉻酸鹽處理技術(shù)相比較，在提高處理效率、降低處理溫度、改善耐腐蝕性能 方面還有待改進(jìn)，尚不能取代鉻酸鹽處理技術(shù)，急需發(fā)展能在室溫下高效成膜的鎂合金表 面無鉻轉(zhuǎn)化處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于鎂合金的鈍化液及其制備方法，制備 的鈍化液不含有毒鉻離子，而且成膜性能良好。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為：鉬酸鈉2g/L~8g/L，f凡酸銨0.5g/L~ 2.5g/L，娃酸鈉3g/L~10g/L，硝酸鈷0.2g/L~2g/L，磷酸二氫猛5g/L~12g/L，氧化鋅5g/L ~15g/L，草酸2g/L~5g/L，梓檬酸0.2g/L~lg/L，氯酸鉀2g/L~6g/L，過氧化鉀lg/L~3g/ L，氟化銨12g/L~20g/L，余量為去離子水。
[0006] 優(yōu)選的，所述的用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為：鉬酸鈉4g/L~6g/L，f凡酸 銨lg/L~2g/L，娃酸鈉5g/L~8g/L，硝酸鈷0.5g/L~1.5g/L，磷酸二氫猛7g/L~10g/L，氧化 鋅8g/L~12g/L，草酸2.5g/L~4g/L，梓檬酸0.4g/L~0.8g/L，氯酸鉀2.5g/L~5g/L，過氧化 鉀1.5g/L~2.5g/L，氟化銨15g/L~18g/L，余量為去離子水。
[0007] 優(yōu)選的，所述的用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉5g/L，f凡酸銨1.5g/ L，硅酸鈉6g/L，硝酸鈷lg/L，磷酸二氫錳8g/L，氧化鋅lOg/L，草酸3g/L，檸檬酸0.6g/L，氯酸 鉀4.5g/L，過氧化鉀2g/L，氟化銨16g/L，余量為去離子水。
[0008]所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌15min~30min; (3) 然后用氫氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至2~4。
[0009]優(yōu)選的，所述的步驟(2)中攪拌25min。
[0010] 優(yōu)選的，所述的步驟(3)中然后用氫氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3。
[0011] 有益效果：（1)本發(fā)明以釩酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽等為原料，不含污染環(huán)境的重金屬 鉻，從根本上解決了含鉻鈍化工藝對(duì)環(huán)境的污染問題，有利于環(huán)保；（2)本發(fā)明通過對(duì)鈍化 液組分的調(diào)整，在鎂合金表面生成由鈷、錳、鎂、鋅的氧化物及金屬氟化物組分的復(fù)合膜，通 過對(duì)促進(jìn)劑和助劑的組分和含量的調(diào)整，使得成膜快，效率高；（3)并且該復(fù)合鈍化膜的耐 腐蝕優(yōu)異，可以達(dá)到甚至超過鉻鈍化膜的耐腐蝕性。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0013] 實(shí)施例1 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉2g/L，f凡酸銨0.5g/L，娃酸鈉3g/L， 硝酸鈷〇. 2g/L，磷酸二氫錳5g/L，氧化鋅5g/L，草酸2g/L，檸檬酸0.2g/L，氯酸鉀2g/L，過氧 化鉀1 g/L，氟化銨12g/L，余量為去離子水。
[0014] 所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌15min; (3)然后用氫 氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至2。
[0015] 實(shí)施例2 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為：鉬酸鈉8g/L，f凡酸銨2.5g/L，娃酸鈉10g/ L，硝酸鈷2g/L，磷酸二氫錳12g/L，氧化鋅15g/L，草酸5g/L，檸檬酸lg/L，氯酸鉀6g/L，過氧 化鉀3g/L，氟化銨20g/L，余量為去離子水。
[0016] 所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌30min; (3)然后用氫 氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4。
[0017] 實(shí)施例3 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉4g/L，f凡酸銨lg/L，娃酸鈉5g/L，硝 酸鈷0.5g/L，磷酸二氫錳7g/L，氧化鋅8g/L，草酸2.5g/L，檸檬酸0.4g/L，氯酸鉀2.5g/L，過 氧化鉀1.5g/L，氟化銨15g/L，余量為去離子水。
[0018] 所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌20min; (3)然后用氫 氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至2.5。
[0019] 實(shí)施例4 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉6g/L，f凡酸銨2g/L，娃酸鈉8g/L，硝 酸鈷1.5g/L，磷酸二氫錳10g/L，氧化鋅12g/L，草酸4g/L，檸檬酸0.8g/L，氯酸鉀5g/L，過氧 化鉀2.5g/L，氟化銨18g/L，余量為去離子水。
[0020] 所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌25; (3)然后用氫氟 酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3。
[0021] 實(shí)施例5 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉5g/L，f凡酸銨1.5g/L，娃酸鈉6g/L， 硝酸鈷lg/L，磷酸二氫錳8g/L，氧化鋅10g/L，草酸3g/L，檸檬酸0.6g/L，氯酸鉀4.5g/L，過氧 化鉀2g/L，氟化銨16g/L，余量為去離子水。
[0022] 所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和去離子水，攪拌25min; (3)然后用氫 氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3。
[0023] 對(duì)比例 一種用于鎂合金的鈍化液，該鈍化液組分為:鉬酸鈉5g/L，f凡酸銨1.5g/L，娃酸鈉6g/L， 硝酸鈷lg/L，磷酸二氫錳8g/L，氧化鋅10g/L，草酸3g/L，檸檬酸0.6g/L，氯酸鉀4.5g/L，過氧 化鉀2g/L，余量為去咼子水。
[0024]所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，包括以下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸 和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅 酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀和去離子水，攪拌25min; (3)然后用氫氟酸溶 液調(diào)節(jié)pH值至3。
[0025] 將實(shí)施例1至5和對(duì)比例制備的鈍化液，將1 cm X 1 cm X 0.2cm鎂合金板分別置于上 述鈍化液中，反應(yīng)30min后，取出合金板，在80°C下干燥處理20min，再將處理后的鎂合金板 及未鈍化的合金板分別放入20%硝酸銨溶液中，水浴加熱至70°C，觀察明顯出現(xiàn)銹蝕斑點(diǎn)的 時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：
從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，經(jīng)鈍化液處理的鎂合金板比未鈍化的鎂合金板的耐腐蝕性 能好，而經(jīng)實(shí)施例1至5制備的鈍化液處理的鎂合金板的耐腐蝕性能比經(jīng)對(duì)比例制備的鈍化 液處理的鎂合金板好。主要是因?yàn)殁g化液中的草酸、檸檬酸為絡(luò)合劑，控制成膜的速度和槽 液的穩(wěn)定;硅酸鈉為封孔劑，膜層中有溝痕，該膜沒有自愈能力，提高鈍化膜的耐蝕性與硬 度;硝酸鈷提供鈷離子，對(duì)形成鈍化膜促進(jìn)處理溶液的活化作用，提高鈍化膜的耐蝕性，鎂 合金在于鈍化液反應(yīng)過程中，能在鎂合金表面生成由鈷、錳、鎂、鋅的氧化物組成的復(fù)合氧 化膜，而鈍化液中加入氟化銨還能和合金表面金屬反應(yīng)生成金屬氟化物，增強(qiáng)其耐腐蝕性 能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鎂合金的鈍化液，其特征在于該鈍化液組分為：鉬酸鈉2g/L~8g/L，f凡酸銨 0.5g/L~2.5g/L，娃酸鈉3g/L~10g/L，硝酸鈷0.2g/L~2g/L，磷酸二氫猛5g/L~12g/L，氧 化鋅5g/L~15g/L，草酸2g/L~5g/L，梓檬酸0.2g/L~lg/L，氯酸鉀2g/L~6g/L，過氧化鉀 lg/L~3g/L，氟化銨12g/L~20g/L，余量為去離子水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎂合金的鈍化液，其特征在于該鈍化液組分為：鉬酸鈉 4g/L~6g/L，f凡酸銨lg/L~2g/L，娃酸鈉5g/L~8g/L，硝酸鈷0.5g/L~1.5g/L，磷酸二氫猛 7g/L~10g/L，氧化鋅8g/L~12g/L，草酸2.5g/L~4g/L，梓檬酸0.4g/L~0.8g/L，氯酸鉀 2.5g/L~5g/L，過氧化鉀1.5g/L~2.5g/L，氟化銨15g/L~18g/L，余量為去離子水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎂合金的鈍化液，其特征在于該鈍化液組分為：鉬酸鈉 5g/L，釩酸銨1.5g/L，硅酸鈉6g/L，硝酸鈷lg/L，磷酸二氫錳8g/L，氧化鋅IOg/L，草酸3g/L， 檸檬酸〇. 6g/L，氯酸鉀4.5g/L，過氧化鉀2g/L，氟化銨16g/L，余量為去離子水。4. 權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，其特征在于包括以 下步驟：（1)取去離子水稀釋草酸和檸檬酸，然后加入氧化鋅，邊加入邊攪拌，使其全部溶 解；（2)依次加入鉬酸鈉、釩酸銨、硅酸鈉、硝酸鈷、磷酸二氫錳、氯酸鉀、過氧化鉀、氟化銨和 去離子水，攪拌15min~30min; (3)然后用氫氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至2~4。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，其特征在于所述的步驟(2) 中攪拌25min。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鎂合金的鈍化液的制備方法，其特征在于所述的步驟(3) 中然后用氫氟酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3。
【文檔編號(hào)】C23C22/47GK105951087SQ201610373814
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】灝や負(fù), 尤為
【申請(qǐng)人】無錫伊佩克科技有限公司