一种镁合金表面转化膜的成膜溶液及其应用的制作方法

1.本发明涉及材料科学技术领域，具体涉及一种镁合金表面转化膜的成膜溶液及其应用。


背景技术：

2.镁合金具有重量轻、比强度高、消震性能好、有优异的抗冲击性能等优点。汽车的壳体结构件，轮毂等都可以用镁合金来制造，被誉为“20世纪90年代以后的新型金属材料”。但是，由于镁本身具有很负的电极电位，极易被腐蚀，使得镁合金的应用受到了很大的限制。
3.为了提高镁合金的耐蚀性，常用微弧氧化、化学镀、阳极氧化、化学转化等方法对镁合金进行表面处理。其中，由于化学转化处理具有较强的工艺操作性、成本低廉等优点，从而被广泛的运用。但现有转化处理后的试样耐蚀性较差、膜层很容易被破坏，无法满足应用需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种镁合金表面转化膜的成膜溶液，以解决现有技术中az31镁合金耐蚀性差、现有化学成膜工艺成本高的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种镁合金表面转化膜的成膜溶液，所述成膜溶液包含钼酸盐溶液和高铁酸盐溶液，钼酸盐溶液与高铁酸盐溶液的浓度比为1：(0.1～0.5)，所述成膜溶液ph值为3～6。
7.本发明还提供一种镁合金表面转化膜的成膜溶液的应用，上述成膜溶液用于az31镁合金表面转化膜的制备，包括如下步骤：
8.(1)制样：对az31镁合金的表面进行打磨至其表面光滑无划痕；
9.(2)脱脂：将az31镁合金放入脱脂溶液中浸泡10～20min，洗净；
10.(3)酸洗：步骤(2)处理后的镁合金放入磷酸溶液中浸泡30～50s，取出，水洗后吹干；
11.(4)成膜处理：将步骤(3)处理后的镁合金放入上述成膜溶液中进行成膜处理。
12.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
13.1、本发明所述成膜溶液选择钼酸盐和高铁酸盐，原材料易得，避免重金属元素的使用，从而减少了成膜溶液以及整个处理过程对环境的污染。
14.2、本发明所述成膜溶液制得的膜层呈现均匀的颗粒状，膜层整体更加致密，钼酸盐能够为镁合金带来良好的导电性能和耐腐蚀性能，而高铁酸能够帮助钼酸盐快速成膜，迅速在镁合金表面形成转化膜，提高处理效率。
15.3、采用本发明所述成膜溶液和制备方法制备得到的转化膜耐蚀性优异，处理成本较低，对环境友好，适合工业化生产应用。
附图说明
16.图1为az31镁合金基体和az31镁合金表面钼酸盐-高铁酸盐转化膜极化曲线对比图。
具体实施方式
17.下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.一、一种镁合金表面转化膜的成膜溶液及其应用
19.所述成膜溶液包含钼酸盐溶液和高铁酸盐溶液，钼酸盐溶液与高铁酸盐溶液的浓度比为1：(0.1～0.5)，所述成膜溶液ph值为3～6。其中，所述成膜溶液中钼酸盐的浓度为0.2mol/l～0.5mol/l，所述成膜溶液中高铁酸盐的浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。
20.在具体实施时，所述成膜溶液中的钼酸盐为钼酸钠，所述成膜溶液中的高铁酸盐为高铁酸钾。
21.本发明还提供一种镁合金表面转化膜的成膜溶液的应用，上述成膜溶液用于az31镁合金表面转化膜的制备，包括如下步骤：
22.(1)制样：将az31镁合金试样在耐水砂纸800#，1000#，1500#，2000#上逐级打磨至表面光滑无划痕。
23.(2)脱脂：将az31镁合金放入脱脂溶液中浸泡15min，用蒸馏水洗净。其中，脱脂溶液包括60g/l的碱性溶液和10g/l的弱酸盐溶液，碱性溶液选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种，弱酸盐溶液选自磷酸氢钠、磷酸氢钾中的一种或多种。
24.(3)酸洗：步骤(2)处理后的镁合金放入质量分数为85％的磷酸溶液中浸泡40s，取出，水洗后吹干。
25.(4)成膜处理：将步骤(3)处理后的镁合金放入实施例1～5的成膜溶液中进行成膜处理。其中，成膜处理包括控制成膜溶液温度为45～60℃，浸泡时间为10～60min，且控制ph值，使其保持在3～6之间。
26.二、实施例
27.实施例1～16采用表1所示配比和工艺参数，采用上述应用制备得到。
28.表1转化膜制备参数
29.[0030][0031]
表2不同原料的配比制备转化膜电化学性能
[0032]
试样ecorr(v)icorr(a
·
cm-2
)实施例1-1.325.25
×
10-5
实施例2-0.981.60
×
10-6
实施例3-1.384.95
×
10-5
实施例4-1.406.45
×
10-5
实施例5-1.379.79
×
10-5
实施例6-1.358.90
×
10-5
实施例7-1.308.25
×
10-5
实施例8-1.316.83
×
10-5
实施例9-1.305.79
×
10-5
实施例10-1.375.24
×
10-5
实施例11-1.363.25
×
10-5
实施例12-1.381.33
×
10-5
实施例13-1.285.37
×
10-5
实施例14-1.441.76
×
10-5
实施例15-1.329.77
×
10-6
实施例16-1.342.54
×
10-5
[0033]
对实施例的性能进行检测，以实施例2为例，图1为实施例2的对比图，由钼酸盐-高铁酸盐制备的转化膜自腐蚀电位相较于原样镁合金来说提高了0.46v，腐蚀电流密度下降了约2个数量级，这是因为在腐蚀过程中钼酸盐中moo
42-作为局部腐蚀抑制剂，在金属表面和cl-发生竞争吸附的现象，moo
42-阻碍cl-的吸附从而减少腐蚀介质对转化膜的点蚀作用，基体得到较好的保护。
[0034]
本发明所述成膜溶液选择钼酸盐和高铁酸盐，原材料易得，避免重金属元素的使用，从而减少了成膜溶液以及整个处理过程对环境的污染。本发明所述成膜溶液制得的膜层呈现均匀的颗粒状，膜层整体更加致密，钼酸盐能够为镁合金带来良好的导电性能和耐腐蚀性能，而高铁酸能够帮助钼酸盐快速成膜，迅速在镁合金表面形成转化膜，提高处理效
率。采用本发明所述成膜溶液和制备方法制备得到的转化膜耐蚀性优异，处理成本较低，对环境友好，适合工业化生产应用。
[0035]
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。