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鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿颓巴镜木G色工程材料”,其密度小(1.8g/cm3左右),比強(qiáng)度高,彈性模量大,消震性好,承受沖擊載荷能力比鋁合金大,在航空領(lǐng)域、電子通訊領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域等的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑,電極電位很低(-2.34KV),致使鎂合金的耐蝕性差,嚴(yán)重阻礙了它的推廣和應(yīng)用。提高鎂合金的耐蝕性,可以從控制合金雜質(zhì)的含量、開發(fā)新的耐蝕合金、表面改性及表面涂層等方法入手,而對(duì)于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),采用耐蝕保護(hù)膜和涂裝防護(hù)處理,是最為經(jīng)濟(jì)易行的方法。
目前,制備鎂合金耐蝕保護(hù)膜常采用鉻酸鹽處理,如著名的DOW7工藝采用鉻酸鈉和氟化鎂,制備了具有一定耐蝕性的防護(hù)膜。但是這種工藝生成的六價(jià)鉻毒性大,嚴(yán)重危險(xiǎn)環(huán)境和人類的健康。
而在無鉻磷化工中,存在的主要問題有:磷化處理技術(shù)中含有大量的鎳、鉛、亞硝酸鹽、氟等重金屬及致癌物質(zhì),已經(jīng)不符合國家對(duì)涂裝行業(yè)的環(huán)保要求;磷化配方中成分較多(4種以上),影響因素復(fù)雜,與鉻酸鹽處理相比,膜層的耐蝕性較差,不含氟化物的耐蝕性更差。公開號(hào)為CN101096761A的中國專利提到了鎂合金表面磷化溶液配方,含有錳、鋅、氟等物質(zhì),用的是高錳酸鉀和磷酸二氫鋅,但是含氟化物耐蝕性也不高;公開號(hào)為CN1598055A的中國專利提到了鎂合金磷化溶液配方,其中含有腐蝕抑制劑氟化鈉,氟化物的存在容易產(chǎn)生有害物質(zhì)污染環(huán)境。文獻(xiàn)“AZ31鎂合金磷化工藝研究”(高煥方等,表面技術(shù),2008,37(4):37-39)在鎂合金AZ31表面制備了耐蝕膜層,但磷化配方中除了含有鎳、氟、亞硝酸鹽物質(zhì)外,成分較多(9種成分),而且膜層的耐蝕性較鉻酸鹽處理差。
針對(duì)以上問題,山東省科學(xué)院新材料研究所崔學(xué)軍,王修春,盧俊峰等研究了一種鎂合金無鉻無氟磷化溶液及磷化方法,所述的鎂合金無鉻無氟磷化溶液每升中含有磷酸二氫鹽1~50克、硝酸鹽0~30克、添加劑0.1~5克;將經(jīng)過處理的鎂合金工件浸漬靜置于用磷酸和氨水調(diào)制pH值為2.0~5.0的上述磷化溶液中30~100℃下進(jìn)行磷化處理1~60分鐘即得磷化膜。采用本發(fā)明的磷化溶液及工藝對(duì)鎂合金進(jìn)行磷化處理,在鎂合金表面可獲得耐蝕性能好、細(xì)致均勻的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜,而且該磷化膜能有效提高后續(xù)涂裝涂層的附著力和防護(hù)性能。本發(fā)明鎂合金表面磷化溶液成分少,配制簡單;該磷化溶液的磷化方法易于控制,工藝穩(wěn)定,成本低,沉渣較少。
(關(guān)鍵詞:鎂合金 鎂合金表面 無鉻無氟磷化溶液)