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，標準電極電位很負(－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)生嚴重的腐蝕，并且，鎂合金的表面膜疏松多孔，對基體保護能力差。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)處理的一項重要手段，可以增強鎂合金表面涂層處理時的附著力。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目測試方法合格標準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小時中性鹽霧測試≥8級電阻電阻計≤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→烘干工藝機理

處理前表調(diào)中和化成工藝機理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、時間的長短、水洗的徹底。3、中和：進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、時間的長短、水洗的徹底。工藝機理總之化成前所有處理都是為化成提供一個潔凈的金屬表面。工藝機理化成：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.管理標準

管理項目管理基準測試頻率總堿度25～45Pt1次/4小時處理溫度50~70℃1次/2小時處理時間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滴溴酚藍指示劑,溶液變藍。iii.用0.1mol/l硫酸溶液滴定顏色由藍色變?yōu)闇\黃色，此時為滴定終點。ⅳ.所消耗的0.1mol/l的硫酸的毫升數(shù)為堿度的點數(shù)。技術(shù)參數(shù)表2.表調(diào)A.管理標準

管理項目管理基準測試頻率總酸度5～10Pt1次/2小時處理溫度40~60℃1次/2小時處理時間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，此時為滴定終點。ⅳ.所消耗的0.1mol/l的氫氧化鈉的毫升數(shù)為總酸度的點數(shù)。技術(shù)參數(shù)表3.中和A.管理標準管理項目管理基準測試頻率總堿度11～16Pt1次/4小時溫度70~80℃1次/2小時時間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)為總堿度的點數(shù)。技術(shù)參數(shù)表4.化成A管理標準

管理項目管理基準測試頻率PH值1.8~2.51次/2小時處理時間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.管理標準管理項目管理基準測試頻率PH值6.0～9.01次/2小時電導(dǎo)率≦５0μs/cm1次/2小時技術(shù)參數(shù)表B．分析方法1.PH值：用校正過的PH計放入溶液中，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、溫度、時間調(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.化成處理時間過短延長化成時間4.JM-6520補充不足補充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)在標準范圍內(nèi)6.脫模劑清洗不充分加強表調(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、溫度、時間調(diào)整至管控范圍。2.脫模劑清洗不充分加強表調(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，增加震動研磨或打磨。2.表調(diào)不充分，時間過短，或溫度、濃度不夠。將酸點、溫度、時間調(diào)整至管控范圍3.脫模劑清洗不充分加強表調(diào)和中和，更換易于清洗的脫模劑4.漂白去灰液堿點不足，或溫度時間不夠調(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。加強表調(diào)后的超聲波水洗2.中和堿點不足或溫度時間不足補充KOH至管控范圍，提高溫度和延長時間3.化成液PH