鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法
【專利摘要】一種鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法，該電解液包括濃度為40～120g/L的硅酸鹽；濃度為5～40g/L的葡萄糖酸鹽；濃度為60～200g/L的氫氧化物；添加物，其包括羧酸鹽、氟化物、硼化物及多元醇中的一種或多種。該方法包括以下步驟：機械去除氧化層、除灰脫脂處理及純水洗；在常溫條件下，將預處理后的鎂合金放入所述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化1～15min；將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100℃的條件下烘干3min。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)設備少，操作方便及加工成本低；處理流程短，無需酸洗及活化；得到的鎂合金產(chǎn)品表面均勻及兼具陶瓷質(zhì)感；處理時間短，易管控。
【專利說明】鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎂合金表面處理技術，具體涉及一種鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法。
【【背景技術】】
[0002]鎂合金具有高的比強度和比剛度、良好的可鑄性、可鍛性及延展性，同時還具有能量衰減系數(shù)大以及優(yōu)良的電磁屏蔽性等特點，被譽為21世紀理想的電子產(chǎn)品殼體和汽車構(gòu)件的替用材料。但鎂的化學性質(zhì)活潑，在空氣中鎂合金表面往往形成一層很薄的氧化膜，膜層多孔且比較脆，對基體金屬沒有保護作用。因此，耐蝕性差成為制約鎂合金發(fā)揮優(yōu)勢的一個主要因素，必須對其表面進行防腐蝕處理。
[0003]目前鎂及其合金處理的方法種類較多，但主要采用陽極氧化和化學轉(zhuǎn)化膜的方法，陽極氧化是一種常用的表面處理方法。早在20世紀50年代，鎂合金的陽極氧化技術就已經(jīng)開發(fā)成功，主要有HAE、Dowl7、GEC及Cr_22等。典型的工藝是HAE和Dowl7，至今仍然廣泛使用。HAE是鎂合金在堿性工藝中最有價值的一種陽極氧化方法，Dowl7是鎂合金在酸性溶液中應用最廣泛的一種陽極氧化方法。這些方法中的鎂合金陽極氧化液多使用了含鉻的有毒化合物，同時上述方法都存在的缺點是污染環(huán)境，廢液的處理成本高，所以已經(jīng)慢慢被淘汰掉。
[0004]專利CNlO 1498026中公開了一種鎂合金陽極氧化處理的電解液及對鎂合金表面處理的方法。所述的鎂合金陽極氧化電解液的組分包括聚天冬氨酸、硅酸鹽及氫氧化物等。將上述組分在PH為10~13的條件下，進行陽極氧化處理，可以在鎂合金表面生成光滑、均勻及耐腐蝕性好的氧化層。但該陽極氧化處理電壓的要求過高，對設備要求大，從而給推廣應用帶來了一定困難。
[0005]專利US5385662中公開了一種通過陽極氧化能讓金屬材料或金屬對象表面產(chǎn)生陶瓷層的方法。這種方法可以使Al、Mg、T1、Ta、Zr、Nb、Hf、W、Mo、V、Bi或其合金，在pH為2~8、溫度為-30°C~15°C及電流密度為lA/cm2的條件下制得陶瓷防護層。雖然該方法能得到陶瓷層，但應用的電流過大，從而給實際生產(chǎn)帶來一定困難。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]有鑒于此，實有必要提供一種鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法，以解決上述方法的電解液在陽極氧化中，處理電壓過高及電流過大，難以將上述方法推廣應用的問題。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0008]硅酸鹽40 ~120g/L ；
[0009]葡萄糖酸鹽 5~40g/L ；
[0010]氫氧化物 60~200g/L;
[0011 ] 添加物，其包括羧酸鹽、氟化物、硼化物及多元醇中的一種或多種。[0012]較佳的，所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀。
[0013]較佳的，所述葡萄糖酸鹽為D-葡萄糖酸鈉或D-葡萄糖酸鉀。
[0014]較佳的，所述氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
[0015]較佳的，所述添加物中羧酸鹽的濃度為30~100g/L，氟化物的濃度為2~20g/L，硼化物的濃度為5~40g/L，多元醇的濃度為5~20g/L。
[0016]較佳的，所述羧酸鹽為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、乙酸鹽及丙酸鹽中的任意一種。
[0017]較佳的，所述氟化物為氟化鉀或氟化鈉。
[0018]較佳的，所述硼化物為硼酸鈉、硼酸鉀及四硼酸鈉中的任意一種。
[0019]較佳的，所述多元醇為甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羥基甲基丙烷及山梨醇中的任意一種。
[0020]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，其包括如下步驟:
[0021](I)鎂合金預處理:機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗；
[0022](2)陽極氧化處理:在常溫條件下，將預處理后的鎂合金放入所述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化I~15min ；
[0023](3)將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0024]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法具有以下優(yōu)點:
[0025]( I)采用恒壓法，更便于工業(yè)化生產(chǎn)及生產(chǎn)管控；
[0026](2)生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)設備少，操作方便及加工成本低；
[0027](3)處理流程短，無需酸洗、活化等步驟；
[0028](4)得到的鎂合金產(chǎn)品表面光滑、均勻，兼具陶瓷質(zhì)感；
[0029](5)處理時間短，條件容易管控。
【【具體實施方式】】
[0030]實施例1:
[0031]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0032]硅酸鉀80g/L ；
[0033]葡萄糖酸鈉 30g/L ；
[0034]氫氧化鈉160g/L ；
[0035]酒石酸 鉀鈉 50g/L ；
[0036]氟化鈉10g/L ；
[0037]硼酸鉀15g/L。
[0038]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0039]步驟101:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0040]步驟102:在槽液為15°C、恒壓為75V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化IOmin ；
[0041]步驟103:將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。[0042]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。
[0043]實施例2:
[0044]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0045]硅酸鈉60g/L ；
[0046]葡萄糖酸鈉 10g/L ；
[0047]氫氧化鉀180g/L ；
[0048] 檸檬酸鉀 40g/L ；
[0049]氟化鉀15g/L ；
[0050]甘油10g/L。
[0051]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0052]步驟201:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0053]步驟202:在槽液為25°C、恒壓為70V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化8min ；
[0054]步驟203:將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0055]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。
[0056]實施例3:
[0057]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0058]硅酸鉀50g/L ；
[0059]葡萄糖酸鉀 20g/L ；
[0060]氫氧化鈉140g/L ；
[0061]檸檬酸鈉 60g/L;
[0062]氟化鉀20g/L ；
[0063]硼酸鉀20g/L。
[0064]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0065]步驟301:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0066]步驟302:在槽液為30°C、恒壓為80V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化5min ；
[0067]步驟303:將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0068]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。[0069]實施例4:
[0070]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0071]硅酸鉀90g/L;
[0072]葡萄糖酸鉀 25g/L ；
[0073]氫氧化鈉100g/L ；
[0074]乙酸鈉60g/L ；
[0075]氟化鉀8g/L ；
[0076]乙二醇15g/L。
[0077]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0078]步驟401:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0079]步驟402:在槽液為30°C、恒壓為75V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化5min ；
[0080]步驟403:將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0081]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。
[0082]實施例5:
[0083]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0084]硅酸鈉60g/L ；
[0085]葡萄糖酸鉀 40g/L ；
[0086]氫氧化鈉 90g/L ；
[0087]丙酸鈉75g/L ；
[0088]氟化鉀16g/L ；
[0089]甘油5g/L。
[0090]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0091]步驟501:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0092]步驟502:在槽液為20°C、恒壓為80V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化3min ；
[0093]步驟503:將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0094]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。
[0095]實施例6:
[0096]本發(fā)明提供的鎂合金陽極氧化電解液，其包括如下組分:
[0097]硅酸鈉100g/L ；[0098]葡萄糖酸鈉 15g/L ；
[0099]氫氧化鈉150g/L ；
[0100]酒石酸鉀鈉 60g/L;
[0101]氟化鉀15g/L;
[0102]硼化鈉10g/L。
[0103]本發(fā)明還提供一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，該方法包括以下步驟:
[0104]步驟601:對鎂合金進行機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗等預處理過程；
[0105]步驟602:在槽液為40°C、恒壓為75V的條件下，將預處理后的鎂合金放入上述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化Imin ；
[0106]步驟603:將上述陽 極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
[0107]上述實施例中，經(jīng)鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法處理后的鎂合金樣品外觀均一，生成的膜層為白色，并略帶有陶瓷質(zhì)感；該鎂合金樣品耐腐蝕性好，在中性鹽霧下測試72h后表面無任何腐蝕。
[0108]本發(fā)明的鎂合金陽極氧化電解液及其對鎂合金處理的方法具有以下優(yōu)點:
[0109](I)采用恒壓法，更便于工業(yè)化生產(chǎn)及生產(chǎn)管控；
[0110](2)生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)設備少，操作方便及加工成本低；
[0111](3)處理流程短，無需酸洗、活化等步驟；
[0112](4)得到的鎂合金產(chǎn)品表面光滑、均勻，兼具陶瓷質(zhì)感；
[0113](5)處理時間短，條件容易管控。
【權利要求】
1.一種鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，該鎂合金陽極氧化電解液包括如下組分: 硅酸鹽40~120g/L ； 葡萄糖酸鹽 5~40g/L ； 氫氧化物 60~200g/L ； 添加物，其包括羧酸鹽、氟化物、硼化物及多元醇中的一種或多種。
2.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀。
3.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述葡萄糖酸鹽為葡萄糖酸鈉或葡萄糖酸鉀。
4.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
5.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述添加物中羧酸鹽的濃度為30~100g/L，氟化物的濃度為2~20g/L，硼化物的濃度為5~40g/L，多元醇的濃度為5~20g/L。
6.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述羧酸鹽為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、乙酸鹽及丙酸鹽中的任意一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述氟化物為氟化鉀或氟化鈉。
8.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述硼化物為硼酸鈉、硼酸鉀及四硼酸鈉中的任意一種。
9.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金陽極氧化電解液，其特征在于，所述多元醇為甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羥基甲基丙烷及山梨醇中的任意一種。
10.一種鎂合金陽極氧化電解液對鎂合金處理的方法，其為采用權利要求1至9中任一項所述的鎂合金陽極氧化電解液處理鎂合金表面的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (I)鎂合金預處理:機械去除氧化層、除灰脫脂處理及水洗； (2 )陽極氧化處理:在常溫條件下，將預處理后的鎂合金放入所述鎂合金陽極氧化電解液中陽極氧化I~15min ； (3)將上述陽極氧化處理后的鎂合金進行水洗，并在100°C的條件下烘干3min。
【文檔編號】C25D11/30GK103938253SQ201310023957
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權日:2013年1月23日
【發(fā)明者】張德成, 楊升攀 申請人:漢達精密電子(昆山)有限公司