一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面化學(xué)處理，具體涉及一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工
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【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金具有比強度、比剛度高、比重小、阻尼性、切削加工性、鑄造性好等優(yōu)點，在機械、航空航天、汽車、計算機、便攜式電子儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。但鎂合金的防腐蝕性能較差，限制了其應(yīng)用范圍。因此，國內(nèi)外開展了各種形式的鎂合金表面防腐蝕研究，其中化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝因投資少、容易操作、能耗少、設(shè)備簡單、成本低等優(yōu)點，應(yīng)用較為廣泛。
[0003]目前鎂合金常用的化學(xué)處理液主要有鉻酸鹽、高錳酸鹽、磷酸鹽、高錳酸鹽-磷酸鹽等溶液體系。中國發(fā)明專利(公開號CN 104561967 Α)公開一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工藝，包括以下步驟:樣件預(yù)處理:選取相同規(guī)格的鎂合金樣件，其表面用砂輪機械除銹，打磨平整；上掛，再用丙酮脫脂；用蒸餾水清洗干凈，酸活化，然后再水洗干凈；化學(xué)鍍液制備:在容器中依次加入質(zhì)量分數(shù)為150g/l的NaCr202H0溶液、75g/l的MgS07H0溶液、75g/l的MnS07H0溶液，混合均勻，再調(diào)節(jié)鍍液pH值為8.0?9.0 ;化學(xué)鍍膜制備:將鎂合金樣件浸入上述鍍液中進行化學(xué)鍍膜處理，然后水洗、酸活化、水洗；再用熱風(fēng)干燥鎂合金樣件；檢驗:將鎂合金樣件下掛，然后對鍍膜層依次進行附著強度檢驗，耐腐蝕性檢驗。
[0004]中國發(fā)明專利(公開號CN 102691056 A)公開一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理方法，其特征在于包括化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理工序，該化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理工序包括:將鎂合金工件放入盛有120-160g/L重鉻酸鈉、30-50g/L硫酸錳、30_50g/L硫酸鎂的溶液中，直至鎂合金工件的表面膜層變?yōu)楹谏蛏羁Х壬?。磷酸鹽和高錳酸鹽的污染雖較鉻酸鹽小，但仍具有一定的環(huán)境危害性.因此，急需開發(fā)一種無毒的環(huán)保型鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為，提供一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工藝，解決轉(zhuǎn)化膜處理液含有污染性或者腐蝕性的物質(zhì)，不夠安全環(huán)保，制備工藝復(fù)雜等問題。
[0006]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工藝，包括如下步驟:
[0007]1)將氯化膽堿和尿素混合制備處理液；
[0008]2)將鎂合金樣件浸入步驟1)中的處理液中進行離子熱處理；所述的離子熱處理的反應(yīng)溫度為100?200°C，反應(yīng)時間為1?4h ;
[0009]3)將步驟2)中經(jīng)過離子熱處理的鎂合金樣件清洗，烘干。
[0010]采用這種工藝，主要是由于氯化膽堿和尿素混合制備的低共熔溶劑作為一種新型的離子液體，具有相比于其他離子液體更為突出的特點，如低毒、生物可降解、價格低廉、水分含量可控等。在離子熱條件下，低共熔溶劑會化學(xué)緩釋產(chǎn)生諸如碳酸根、氨基等小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)與鎂合金樣件表面發(fā)生化學(xué)交互作用，形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。該工藝反應(yīng)溫和、可控，可廣泛用于綠色環(huán)保的表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝。
[0011]作為優(yōu)選，所述的處理液的制備方法:將摩爾比為1:1.8?2.2的氯化膽堿和尿素混合，然后在75?85°C下加熱攪拌形成透明的液體。進一步優(yōu)選為，氯化膽堿和尿素以摩爾比為1:2混合，然后在80°C下加熱攪拌形成透明的液體。這種制備方法使得氯化膽堿和尿素反應(yīng)完全，形成均一透明的液體；并且為下一步鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的形成提供更好的條件，使得形成的表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜表面平整、牢固，耐腐蝕性能效果更加優(yōu)異。
[0012]作為改進，所述的步驟3)中經(jīng)過吹干的鎂合金樣件浸泡在硬脂酸的乙醇溶液中。這一改進，使得鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜吸附分子層厚度的硬脂酸大分子，從而使得轉(zhuǎn)化膜具有超疏水性。
[0013]作為進一步優(yōu)選，所述的硬脂酸的乙醇溶液的濃度為0.005?0.0lmol/?ο所述的浸泡時間為3?10h。當(dāng)采用優(yōu)選的工藝條件的時候，鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜吸附的硬脂酸大分子更加均勻，使得其超疏水性進一步提高。
[0014]作為優(yōu)選，所述的步驟3)中的烘干為使用氮氣吹干。氮氣作為一種惰性氣體，對鎂合金樣件進行吹干的時候，不會帶有雜質(zhì)，影響化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的耐腐蝕性能。
[0015]作為另一種優(yōu)選，所述的步驟2)中的鎂合金樣件在離子熱處理之前，經(jīng)過預(yù)處理，除銹，清洗，烘干。進一步優(yōu)選，鎂合金樣件用砂紙將表面打磨除銹，然后用乙醇清洗干凈，再用氮氣吹干。鎂合金樣件經(jīng)過預(yù)處理使得鎂合金樣件表面更加容易形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，而且使得形成的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜更加牢固，表面平整，耐腐蝕性能更加優(yōu)越。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述的離子熱處理的反應(yīng)溫度為155?165°C，反應(yīng)時間為1.5?2.5h ;所述的硬脂酸的乙醇溶液的濃度為0.009?0.0lmol/Ι，所述的浸泡時間為
4.5?5.5h。在該優(yōu)選條件下，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理后的鎂合金表面的膜層均勻、細致、光滑，耐腐蝕性能優(yōu)越；并且具有疏水性，接觸角達到150?160°。
[0017]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0018](1)鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜表面平整，耐腐蝕性能優(yōu)越，可應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。制備工藝環(huán)保無污染，工藝簡單可控。
[0019](2)氯化膽堿和尿素混合制備的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理液不含腐蝕性物質(zhì)、安全環(huán)保，化學(xué)穩(wěn)定性高，制備工藝簡單可控。
[0020](3)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng)過硬脂酸處理后，鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜具有超疏水性。
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1制備的鎂合金樣件的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]將3.58mol氯化膽堿與7.49mol尿素在80°C下攪拌混合，得到約0.9升離子熱反應(yīng)處理溶液。
[0024]選取大小為25mmX15mmXlmm的AZ31B鎂片，砂紙打磨除去氧化層，乙醇超聲清洗15min后用氮氣吹干，然后豎直放于容積為100ml的聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加入50ml上述離子熱處理溶液。
[0025]在160°C下離子熱反應(yīng)2小時，然后水冷至室溫。將樣件取出水洗，乙醇清洗，空氣吹干。經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理后的鎂合金表面，膜層