專利名稱：鎂合金陽(yáng)極氧化處理的電解液及其處理方法
鎂合金陽(yáng)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(yáng)極氧化膜的鎂合金陽(yáng)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(jìn)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(hù)膜層的耐鹽霧性能有限，而且制備工藝復(fù)雜，對(duì)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(yáng)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(jiǎn)單，生產(chǎn)設(shè)備少，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。鋁及其合金的陽(yáng)極氧化是在酸性條件下進(jìn)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(guò)程結(jié)束后，孔需要被封閉。由于鎂合金在酸性溶液中會(huì)快速溶解，所以無(wú)法獲得具有良好保護(hù)功能的膜層，因此鎂合金的陽(yáng)極氧化需要在堿性條件下進(jìn)行。專利PCT/NZ96/00016(W0 96/28591)中公開(kāi)了一種可用于鎂合金陽(yáng)極氧化的方法，該方法通過(guò)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(jìn)行陽(yáng)極氧化。在該方法中，氨的揮發(fā)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題以及磷酸鹽的廢水處理問(wèn)題，會(huì)給該工藝的重復(fù)性帶來(lái)困難和增加額外的費(fèi)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(duì)鎂合金進(jìn)行陽(yáng)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(huì)對(duì)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(jiǎn)單、能耗較小、成本較低、符合環(huán)保要求的鎂合金陽(yáng)極氧化處理的電解液及其對(duì)鎂合金進(jìn)行表面處理的方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種鎂合金陽(yáng)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(duì)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(yáng)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(jìn)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(jìn)行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑；(3)陽(yáng)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(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理；(4)水洗將陽(yáng)極氧化處理后的該鎂合金工件進(jìn)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(jìn)行烘烤，得到成品。其中，所述步驟(3)中，陽(yáng)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(fù)頻比為I ;正占空比為15 25% ;負(fù)占空比為10% ；步長(zhǎng)為2秒；步序?yàn)镮 ;處理溫度為20 25°C ;處理時(shí)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(yáng)極氧化處理的電解液及其處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單，前處理只需進(jìn)行脫脂處理即可；陽(yáng)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(duì)環(huán)境造成危害的元素，符合環(huán)保要求；陽(yáng)極氧化處理采用的電壓較低且處理時(shí)間短，能耗較小，成本較低；鎂合金表面所得到的陽(yáng)極氧化膜的耐腐蝕性能優(yōu)異。
具體實(shí)施方式以下實(shí)施例中，所選用的鎂合金材質(zhì)均為壓鑄鎂合金AZ91D。實(shí)施例I將鎂合金工件經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的脫脂處理和水洗后進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所采用的陽(yáng)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(yáng)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(fù)占空比為10% ;正向頻率為500Hz ;正負(fù)頻比為I ;步序?yàn)镮 ;步長(zhǎng)為2秒；處理溫度為20 25°C ；處理時(shí)間為5分鐘。將陽(yáng)極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過(guò)水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實(shí)施例2將鎂合金工件經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的脫脂處理和水洗后進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所采用的陽(yáng)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(yáng)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(fù)占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負(fù)頻比為I ;步序?yàn)镮 ;步長(zhǎng)為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時(shí)間為5分鐘。將陽(yáng)極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過(guò)水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實(shí)施例3將鎂合金工件經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的脫脂處理和水洗后進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所采用的陽(yáng)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(yáng)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(fù)占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負(fù)頻比為I ;步序?yàn)镮 ;步長(zhǎng)為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時(shí)間為5分鐘。將陽(yáng)極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過(guò)水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實(shí)施例4將鎂合金工件經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的脫脂處理和水洗后進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所采用的陽(yáng)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(yáng)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(fù)占空比為10%;正向頻率為500Hz ;正負(fù)頻比為I ;步序?yàn)镮 ;步長(zhǎng)為2秒；處理溫度為20 25°C;處理時(shí)間為5分鐘。將陽(yáng)極氧化處理后的鎂合金工件經(jīng)過(guò)水洗和烘烤后，得到成品，外觀為灰白色。實(shí)施例I 4所得到的鎂合金表面陽(yáng)極氧化膜的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表I :表I
項(xiàng)目實(shí)施例I__實(shí)施例2__實(shí)施例3__實(shí)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(shí)后表 1000小時(shí)后表 1000小時(shí)后表 1000小時(shí)后表霧測(cè)試面無(wú)任何腐蝕。面無(wú)任何腐蝕。面無(wú)任何腐蝕。面無(wú)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(yáng)極氧化處理的電解液及其處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單，前處理只需進(jìn)行脫脂處理即可；陽(yáng)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(duì)環(huán)境造成危害的元素，符合環(huán)保要求；陽(yáng)極氧化處理采用的電壓較低且處理時(shí)間短，能耗較小，成本較低；鎂合金表面所得到的陽(yáng)極氧化膜的耐腐蝕性能優(yōu)異，通過(guò)1000小時(shí)的中性鹽霧測(cè)試，其表面無(wú)任何腐蝕。需指出的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)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(duì)上述實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(xiàng)權(quán)利要求所述的鎂合金陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)極氧化處理的電解液對(duì)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(jìn)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(jìn)行水洗，去除其表面殘留的化學(xué)藥劑； (3)陽(yáng)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(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理； (4)水洗將陽(yáng)極氧化處理后的該鎂合金工件進(jìn)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(jìn)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(yáng)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(fù)頻比為I ;正占空比為15 25%;負(fù)占空比為10%;步長(zhǎng)為2秒；步序?yàn)镮 ;處理溫度為20 25 0C ;處理時(shí)間為5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎂合金陽(yáng)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(duì)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(yáng)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(yáng)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(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，同時(shí)該處理方法，工藝簡(jiǎn)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(yáng)極氧化膜。
文檔編號(hào)C25D11/30GK102653877SQ20111005142
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:漢達(dá)精密電子(昆山)有限公司