鎂合金化成處理工藝

鎂合金化成處理工藝鎂及鎂合金鎂作為地球最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有許多優(yōu)良的特性。鎂的比強(qiáng)度很高，密度約為鋁的2／3，鐵的1／4；鎂還具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性、尺寸穩(wěn)定性、電磁屏蔽性、機(jī)加工性能以及再循環(huán)利用的性能。這些特性使其成為汽車工業(yè)、航空工業(yè)及電子工業(yè)中首選的結(jié)構(gòu)材料。然而，由于鎂的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，標(biāo)準(zhǔn)電極電位很負(fù)(－2.36V)導(dǎo)致鎂合金的耐腐蝕性很差，在腐蝕性介質(zhì)中很容易發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，并且，鎂合金的表面膜疏松多孔，對基體保護(hù)能力差。不適用于大多數(shù)的腐蝕環(huán)境，鎂及其臺金的耐腐蝕性能較差一定程度上限制了它的應(yīng)用。因此提高鎂及鎂合金的抗腐蝕性顯得至關(guān)重要。鎂及鎂合金目前，提高鎂及其合金的耐蝕性主要有以下幾種方法：1.通過降低鎂合金中的“危害元素”鐵、鎳、銅、鈷等的含量；2.合金中添加稀土元素，開發(fā)耐蝕的新鎂合金材料。3.對鎂合金進(jìn)行表面涂層處理，利用涂層和外界環(huán)境之問形成的屏障，抑制和緩解鎂合金材料的腐蝕。鎂及鎂合金其中第三種是防止鎂及鎂合金最簡便有效的方法。為了確保涂層能附著良好且具有自修復(fù)能力，必須在涂層前進(jìn)行預(yù)處理，使涂層和基體具有較好的附著力。而化成膜是涂層前預(yù)處理的一項(xiàng)重要手段，可以增強(qiáng)鎂合金表面涂層處理時(shí)的附著力。鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)換膜鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化主要有有鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜、磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，目前主要為磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，分為磷酸鈣系、磷酸錳系、磷酸鈣-錳系、磷酸鈣-釩系。而磷酸鈣-釩系最為常見。化成皮膜性能要求測試項(xiàng)目測試方法合格標(biāo)準(zhǔn)皮膜顔色目測灰色至淺褐色表面外觀目測均勻一致抗腐蝕性ASTMB-11724小時(shí)中性鹽霧測試≥8級電阻電阻計(jì)≤2Ω電擊穿5克重量直徑3mm的球狀電極從0伏開始增壓至皮膜被擊穿＜7V/DC工藝流程預(yù)脫脂→脫脂→清洗×2→表調(diào)→超聲波清洗→清洗→中和→清洗×3→化成→清洗×2→壓縮空氣吹干→烘干工藝機(jī)理

處理前表調(diào)中和化成工藝機(jī)理1、脫脂：去除工件表面上殘留的潤滑油、切削油、研磨液、灰塵、及油墨等污物。影響因素：濃度的高度、溫度的高度、時(shí)間的長短、水洗的徹底。2、表調(diào)：去除表面的氧化、腐蝕產(chǎn)物、舊的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、金屬偏析、壓鑄成型的脫膜劑、噴砂或噴丸等帶來的污染等影響因素：濃度的高度（總酸度的高度）、溫度的高度、時(shí)間的長短、水洗的徹底。3、中和：進(jìn)一步去除表面的污染物，并使鎂合金表面產(chǎn)生一層氫氧化鎂的鈍化層。影響因素：濃度的高度（總堿度度的高度）、溫度的高度、時(shí)間的長短、水洗的徹底。工藝機(jī)理總之化成前所有處理都是為化成提供一個(gè)潔凈的金屬表面。工藝機(jī)理化成：使鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化皮膜，從而提供了良好的抗腐蝕性及有機(jī)涂層附著力。影響因素：濃度的高度、PH值的高度、溫度的高度、時(shí)間的長短、水洗的徹底。開槽成份與操作參數(shù)工序處理工序化學(xué)藥水操作參數(shù)溫度時(shí)間1脫脂脫脂粉50g/L50℃~70℃5～10min2表調(diào)JM-210100mL/L40～60℃1～4min3中和KOH100g/L70～90℃5~10min4化成JM-6510100mL/LJM-65201g/L室溫10～120s技術(shù)參數(shù)表1、脫脂A.管理標(biāo)準(zhǔn)

管理項(xiàng)目管理基準(zhǔn)測試頻率總堿度25～45Pt1次/4小時(shí)處理溫度50~70℃1次/2小時(shí)處理時(shí)間5~8min技術(shù)參數(shù)表B.溶液特性:堿性粉末C.操作條件:1.濃度:30～50g/L2.溫度:50~70℃3.時(shí)間:5～10分鐘4.容器:不銹鋼,聚丙烯5.加熱器:不銹鋼加熱器6.超聲波:可使脫脂更有效技術(shù)參數(shù)表D.溶液配制:1.在處理槽中放入約占體積70%的去離子水。2.在處理槽中加入脫脂粉，使其完全溶解，并攪拌均勻。3.用去離子水調(diào)校溶液體積，攪拌均勻。技術(shù)參數(shù)表E.分析方法:1.試劑i.0.1mol/l硫酸溶液ii.溴酚藍(lán)指示劑2.分析方法i.取10mL樣品溶液放250mL錐形瓶中。ii.加入3~5滴溴酚藍(lán)指示劑,溶液變藍(lán)。iii.用0.1mol/l硫酸溶液滴定顏色由藍(lán)色變?yōu)闇\黃色，此時(shí)為滴定終點(diǎn)。ⅳ.所消耗的0.1mol/l的硫酸的毫升數(shù)為堿度的點(diǎn)數(shù)。技術(shù)參數(shù)表2.表調(diào)A.管理標(biāo)準(zhǔn)

管理項(xiàng)目管理基準(zhǔn)測試頻率總酸度5～10Pt1次/2小時(shí)處理溫度40~60℃1次/2小時(shí)處理時(shí)間1～3mins/技術(shù)參數(shù)表B.溶液特性:外觀:無色透明溶液C.操作條件:1.濃度：JM-210100mL/L2.溫度:40~60°C3.總酸度：5~104.時(shí)間:1～3分鐘5.處理槽:聚丙烯6.加熱器:不銹鋼或鐵氟龍加熱器7.過濾:建議技術(shù)參數(shù)表D.溶液配制:1.在處理槽中放入約占體積60%的去離水。2.在處理槽中加入JM-210，并攪拌均勻。3.用去離子水調(diào)校溶液體積，攪拌均勻。技術(shù)參數(shù)表E.分析方法i.取10mL樣品溶液放250mL錐形瓶中，加入純水約100ml。ii.加入3~5酚酞指示劑。iii.用0.1mol/l氫氧化鈉溶液滴定顏色由無色變?yōu)榧t色，此時(shí)為滴定終點(diǎn)。ⅳ.所消耗的0.1mol/l的氫氧化鈉的毫升數(shù)為總酸度的點(diǎn)數(shù)。技術(shù)參數(shù)表3.中和A.管理標(biāo)準(zhǔn)管理項(xiàng)目管理基準(zhǔn)測試頻率總堿度11～16Pt1次/4小時(shí)溫度70~80℃1次/2小時(shí)時(shí)間5~10mins/技術(shù)參數(shù)表B.溶液特性:堿性溶液C.操作條件:1.濃度:KOH100g/L2.溫度:70～80℃3.時(shí)間:5～10分鐘4.容器:不銹鋼5.加熱器:不銹鋼或鐵氟龍加熱器技術(shù)參數(shù)表D.溶液配制:1.在處理槽中放入約占體積70%的去離子水。2.在處理槽中加入氫氧化鉀，使其完全溶解，并攪拌均勻。3.用去離子水調(diào)校溶液體積，攪拌均勻。技術(shù)參數(shù)表E.分析方法1.試劑i.0.15mol/l硫酸溶液ii.酚酞指示劑2.試驗(yàn)方法i.移取2mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入純水約100ml.ii.加入幾滴酚酞指示劑.溶液變?yōu)榧t色iii.用0.15mol/l硫酸溶液進(jìn)行滴定，直到溶液紅色完全消失。ⅳ.所消耗的0.15mol/l的硫酸的毫升數(shù)為總堿度的點(diǎn)數(shù)。技術(shù)參數(shù)表4.化成A管理標(biāo)準(zhǔn)

管理項(xiàng)目管理基準(zhǔn)測試頻率PH值1.8~2.51次/2小時(shí)處理時(shí)間10~180秒/技術(shù)參數(shù)表B.藥品特性:1．JM-6510：無色透明溶液2.JM-6520：淡黃色粉末3.JM-6530無色透明溶液C.操作條件:1.濃度:JM-6510100ml/LJM-65201g/L2.PH值：1.8~2.53.溫度:室溫4.時(shí)間:10～180秒5.容器:聚丙烯6.加熱器:不銹鋼或鐵氟龍技術(shù)參數(shù)表D.溶液配制1.在處理槽中放入約占體積70%的去離子水。2.在處理槽中加入JM-6510，并攪拌均勻。3.在處理槽中加入JM-6520，使其完全溶解，并攪拌均勻。4.用去離子水調(diào)校溶液體積，攪拌均勻。E.分析方法PH值：用校正過的PH計(jì)放入溶液中，待顯示數(shù)值穩(wěn)定后，所顯示的數(shù)值為溶液的PH值。技術(shù)參數(shù)表5．水質(zhì)A.管理標(biāo)準(zhǔn)管理項(xiàng)目管理基準(zhǔn)測試頻率PH值6.0～9.01次/2小時(shí)電導(dǎo)率≦５0μs/cm1次/2小時(shí)技術(shù)參數(shù)表B．分析方法1.PH值：用校正過的PH計(jì)放入溶液中，待顯示數(shù)值穩(wěn)定后，所顯示的數(shù)值為溶液的PH值。2.電導(dǎo)率值：用校正過的電導(dǎo)率儀放入溶液中，待顯示數(shù)值穩(wěn)定后，所顯示的數(shù)值為溶液的PH值。問題問題

原因

解決措施

耐蝕性差1.表調(diào)不充分將酸點(diǎn)、溫度、時(shí)間調(diào)整至管控范圍。2.化成液PH值過高將PH調(diào)整至管控范圍3.化成處理時(shí)間過短延長化成時(shí)間4.JM-6520補(bǔ)充不足補(bǔ)充JM-65205.化成液老化更換槽液5.材料雜質(zhì)元素過高或材料雜質(zhì)過高管控金屬雜質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)6.脫模劑清洗不充分加強(qiáng)表調(diào)和中和，更換易于清洗的脫模劑電阻高1.表調(diào)不充分將酸點(diǎn)、溫度、時(shí)間調(diào)整至管控范圍。2.脫模劑清洗不充分加強(qiáng)表調(diào)和中和，更換易于清洗的脫模劑3.鈍化膜太厚提高PH值或縮短化成時(shí)間4.化成液老化更換槽液問題問題原因解決措施外觀不均勻1.素材本身原因，如有壓鑄流痕改善壓鑄，增加震動(dòng)研磨或打磨。2.表調(diào)不充分，時(shí)間過短，或溫度、濃度不夠。將酸點(diǎn)、溫度、時(shí)間調(diào)整至管控范圍3.脫模劑清洗不充分加強(qiáng)表調(diào)和中和，更換易于清洗的脫模劑4.漂白去灰液堿點(diǎn)不足，或溫度時(shí)間不夠調(diào)整至管控范圍掛灰

1.表調(diào)后的超聲波水洗效果不佳，導(dǎo)致去黑灰不干凈。加強(qiáng)表調(diào)后的超聲波水洗2.中和堿點(diǎn)不足或溫度時(shí)間不足補(bǔ)充KOH至管控范圍，提高溫度和延長時(shí)間3.化成液PH