專利名稱：鎂合金陽極氧化處理的電解液及其處理方法
鎂合金陽極氧化處理的電解液及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金表面處理技術(shù)，特別涉及一種可在鎂合金表面生成高耐腐蝕性陽極氧化膜的鎂合金陽極氧化處理電解液及其處理方法。
背景技術(shù)：
鎂合金已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，但由于鎂合金本身的化學(xué)穩(wěn)定性差，極易因氧化而腐蝕，阻礙了其進一步的應(yīng)用發(fā)展。目前鎂合金的表面處理方法比較單一，主要采用化學(xué)轉(zhuǎn)化膜結(jié)合噴漆涂裝的方法和化學(xué)/電化學(xué)鍍的方法，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜結(jié)合噴漆涂裝的方法獲得的保護膜層的耐鹽霧性能有限，而且制備工藝復(fù)雜，對環(huán)境造成的污染較大，廢水處理的成本較高；鎂合金的化學(xué)或電化學(xué)鍍層處理方法由于需要采用重金屬離子，且由于鎂的電極電位比普通金屬要低，因此此方法也較復(fù)雜且此工藝需要處理大量的污水，使生產(chǎn)成本提高。陽極氧化是一種常用的表面處理方法，廣泛應(yīng)用于鋁及其合金的表面處理，且具有生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備少，加工成本低等優(yōu)點。鋁及其合金的陽極氧化是在酸性條件下進行的，在其中形成的氧化膜是輕微可溶的，膜的溶解導(dǎo)致孔的形成，在電化學(xué)氧化過程結(jié)束后，孔需要被封閉。由于鎂合金在酸性溶液中會快速溶解，所以無法獲得具有良好保護功能的膜層，因此鎂合金的陽極氧化需要在堿性條件下進行。專利PCT/NZ96/00016(W0 96/28591)中公開了一種可用于鎂合金陽極氧化的方法，該方法通過將鎂基材料放置在一種含氨和磷酸鹽化合物的電解液中進行陽極氧化。在該方法中，氨的揮發(fā)產(chǎn)生的環(huán)境問題以及磷酸鹽的廢水處理問題，會給該工藝的重復(fù)性帶來困難和增加額外的費用。專利PCT/NZ01/00215(W002/28838A2)介紹了一種利用含硼和磷酸鹽的電解液對鎂合金進行陽極氧化處理的方法。在該方法中，含硼和磷酸鹽的廢水處理不凈將會對環(huán)境造成危害。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、能耗較小、成本較低、符合環(huán)保要求的鎂合金陽極氧化處理的電解液及其對鎂合金進行表面處理的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，且PH值為10-14，主要包含的溶質(zhì)為堿金屬氫氧化物、硅酸鹽以及碳酸鹽。優(yōu)選地，所述電解液中的堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或者兩種，且每升該電解液中該堿金屬氫氧化物的濃度為10g/L-100g/L。優(yōu)選地，所述電解液中的硅酸鹽為硅酸鈉和硅酸鉀中的一種或者兩種，且每升該電解液中該硅酸鹽的濃度為5g/L-50g/L。優(yōu)選地，所述電解液中的碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸二氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀及碳酸二氫鉀中的一種或者幾種，且每升該電解液中該碳酸鹽的濃度為5g/L-50g/L。
優(yōu)選地，所述電解液以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀10 100克； 娃酸鈉 5 50克；碳酸鈉 5 50克。優(yōu)選地，所述電解液以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀10克；硅酸鈉 50克；碳酸納 5克。優(yōu)選地，所述電解液以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀100克；硅酸鈉 15克；碳酸鈉 50克。優(yōu)選地，所述電解液以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀30克；硅酸鈉 50克；碳酸鈉 5克。優(yōu)選地，所述電解液以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀60克；硅酸鈉 5克；碳酸鈉 30克。本發(fā)明還提供了一種采用上述電解液對鎂合金表面處理的方法，其特征在于，該方法的基本工藝流程為脫脂一水洗一陽極氧化一水洗一烘烤，該方法具體包括以下步驟(I)脫脂將鎂合金工件進行脫脂處理，去除其表面的油污；(2)水洗將脫脂處理后的該鎂合金工件進行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑；(3)陽極氧化將該鎂合金工件浸潰于上述電解液中，采用不銹鋼板為陰極，該鎂合金工件為陽極進行陽極氧化處理；(4)水洗將陽極氧化處理后的該鎂合金工件進行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑；(5)烘烤將上述水洗后的鎂合金工件進行烘烤，得到成品。其中，所述步驟(3)中，陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為80 140V;正向頻率為300 600Hz ;正負頻比為I ;正占空比為15 25% ;負占空比為10% ；步長為2秒；步序為I ;處理溫度為20 25°C ;處理時間為5分鐘。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種鎂合金陽極氧化處理的電解液及其處理方法具有以下優(yōu)點工藝簡單，前處理只需進行脫脂處理即可；陽極氧化處理所采用的電解液中不含Cr、Ni等重金屬元素以及磷、氟等對環(huán)境造成危害的元素，符合環(huán)保要求；陽極氧化處理采用的電壓較低且處理時間短，能耗較小，成本較低；鎂合金表面所得到的陽極氧化膜的耐腐蝕性能優(yōu)異。
具體實施方式以下實施例中，所選用的鎂合金材質(zhì)均為壓鑄鎂合金AZ91D。實施例I將鎂合金工件經(jīng)過簡單的脫脂處理和水洗后進行陽極氧化處理，所采用的陽極氧化處理的電解液，以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀10克；硅酸鈉 50克；碳酸鈉 5克。 陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為80V ;正占空比為15% ;負占空比為10% ;正向頻率為500Hz ;正負頻比為I ;步序為I ;步長為2秒；處理溫度為20 25°C ；處理時間為5分鐘。將陽極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實施例2將鎂合金工件經(jīng)過簡單的脫脂處理和水洗后進行陽極氧化處理，所采用的陽極氧化處理的電解液，以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀100克；硅酸鈉 15克；碳酸鈉 50克。陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為140V ;正占空比為15% ;負占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負頻比為I ;步序為I ;步長為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時間為5分鐘。將陽極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實施例3將鎂合金工件經(jīng)過簡單的脫脂處理和水洗后進行陽極氧化處理，所采用的陽極氧化處理的電解液，以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀30克；硅酸鈉 50克；碳酸鈉 5克。陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為IlOV ;正占空比為18% ;負占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負頻比為I ;步序為I ;步長為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時間為5分鐘。將陽極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實施例4將鎂合金工件經(jīng)過簡單的脫脂處理和水洗后進行陽極氧化處理，所采用的陽極氧化處理的電解液，以水為溶劑，每升溶液包括氫氧化鉀60克；娃酸鈉 5克；碳酸鈉 30克。陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為IlOV ;正占空比為24% ;負占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負頻比為I ;步序為I ;步長為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時間為5分鐘。將陽極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實施例I 4所得到的鎂合金表面陽極氧化膜的性能測試結(jié)果見表I :表I
項目實施例I__實施例2__實施例3__實施例4
膜厚 8. 97 Li m__17. 77 u m__17. 3 u m__21. 13 u m
中性鹽 1000小時后表 1000小時后表 1000小時后表 1000小時后表霧測試面無任何腐蝕。面無任何腐蝕。面無任何腐蝕。面無任何腐蝕。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種鎂合金陽極氧化處理的電解液及其處理方法具有以下優(yōu)點工藝簡單，前處理只需進行脫脂處理即可；陽極氧化處理所采用的電解液中不含Cr、Ni等重金屬元素以及磷、氟等對環(huán)境造成危害的元素，符合環(huán)保要求；陽極氧化處理采用的電壓較低且處理時間短，能耗較小，成本較低；鎂合金表面所得到的陽極氧化膜的耐腐蝕性能優(yōu)異，通過1000小時的中性鹽霧測試，其表面無任何腐蝕。需指出的是，本發(fā)明不限于上述實施方式，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員基于本發(fā)明技術(shù)方案對上述實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，都落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水位溶劑，且PH值為.10-14，主要包含的溶質(zhì)為堿金屬氫氧化物、硅酸鹽以及碳酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液中的堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或者兩種，且每升該電解液中該堿金屬氫氧化物的濃度為10g/L-100g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液中的硅酸鹽為硅酸鈉和硅酸鉀中的一種或者兩種，且每升該電解液中該硅酸鹽的濃度為5g/L_50g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液中的碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸二氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀及碳酸二氫鉀中的一種或者幾種，且每升該電解液中該碳酸鹽的濃度為5g/L-50g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項權(quán)利要求所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，每升溶液包括 氫氧化鉀10 100克； 硅酸鈉 5 50克； 碳酸鈉 5 50克。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，每升溶液包括 氫氧化鉀10克； 硅酸鈉 50克； 碳酸鈉 5克。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，每升溶液包括 氫氧化鉀100克； 硅酸鈉 15克； 碳酸鈉 50克。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，每升溶液包括 氫氧化鉀30克； 硅酸鈉 50克； 碳酸鈉 5克。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，每升溶液包括 氫氧化鉀60克； 硅酸鈉 5克； 碳酸鈉 30克。
10.采用如權(quán)利要求I所述的鎂合金陽極氧化處理的電解液對鎂合金表面處理的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟 (I)脫脂將鎂合金工件進行脫脂處理，去除其表面的油污；(2)水洗將脫脂處理后的該鎂合金工件進行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑； (3)陽極氧化將該鎂合金工件浸潰于該電解液中，采用不銹鋼板為陰極，該鎂合金工件為陽極進行陽極氧化處理； (4)水洗將陽極氧化處理后的該鎂合金工件進行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑； (5)烘烤將上述水洗后的鎂合金工件進行烘烤，得到成品。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎂合金表面處理的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，陽極氧化處理的工藝條件為恒壓電源的電壓為80 140V ;正向頻率為300 600Hz ;正負頻比為I ;正占空比為15 25%;負占空比為10%;步長為2秒；步序為I ;處理溫度為20 25 0C ;處理時間為5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎂合金陽極氧化處理的電解液，其特征在于，該電解液以水為溶劑，且pH值為10-14，主要包含的溶質(zhì)為堿金屬氫氧化物、硅酸鹽以及碳酸鹽。本發(fā)明還提供了一種采用上述電解液對鎂合金表面處理的方法，該方法的基本工藝流程為脫脂→水洗→陽極氧化→水洗→烘烤。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化處理電解液不含Cr、Ni等重金屬元素以及磷、氟等元素，對環(huán)境沒有污染，同時該處理方法，工藝簡單，能耗較小，成本較低，能夠應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)且能在鎂合金表面獲得耐腐蝕性能優(yōu)異的陽極氧化膜。
文檔編號C25D11/30GK102653877SQ20111005142
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者楊升攀, 郭雪梅 申請人:漢達精密電子(昆山)有限公司