專利名稱：鎂合金制件表面電泳涂裝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，屬于金屬材料表面處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
鎂合金具有低密度、高比模、高比強(qiáng)度、高阻尼、電磁屏蔽等優(yōu)點(diǎn)，而在汽車、電子、 航空、國(guó)防等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。但由于鎂合金本身易腐蝕，而對(duì) 鎂合金進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、溶膠凝膠技術(shù)、電泳涂裝等表面處理方法，來(lái)避免鎂合金在使用過(guò) 程中遇到的腐蝕問(wèn)題。有機(jī)涂層是最有效的一種防腐蝕涂層。有機(jī)涂層的方法較多，如溶膠凝膠技術(shù)、噴 涂、刷涂、電泳涂裝等，其中，溶膠凝膠技術(shù)以及噴涂、刷涂技術(shù)存在著復(fù)雜制件內(nèi)層、凹陷、 焊縫等處難以覆蓋上有機(jī)涂層的問(wèn)題，而電泳涂裝不僅解決了此難題，且電泳涂料利用率 高達(dá)90% 95%，而且裝飾效果好，膜面光滑、精美，富有金屬光澤，在滿足了現(xiàn)代社會(huì)追 求產(chǎn)品本身優(yōu)異的性能(輕量化、電磁屏蔽等)之外，提高了其附加值(裝飾性)。傳統(tǒng)電 泳涂裝目前僅限于在鐵板、不銹鋼等金屬上涂裝。近些年，由于3C等產(chǎn)品輕量化發(fā)展趨勢(shì)， 電泳涂裝被越來(lái)越多的應(yīng)用于鎂合金表面上。然而陰極電泳漆的PH值大都在5. 5 6. 5范 圍內(nèi)，電泳涂裝時(shí)陰極H+增加，易腐蝕陰極涂裝時(shí)的鎂合金，且鎂合金多數(shù)采用鑄造工藝， 表面存在孔洞、裂紋等缺陷，給鎂合金電泳涂裝加上了 一道難題。文獻(xiàn)(鎂合金表面的鋅系磷化及陰極電泳，連建設(shè)，江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)Vol. 28No. 1 Jan. 2007)介紹了一種鎂合金陰極電泳涂裝方法，是先在添加Ce(NO3)3的磷化液中制備一 層磷化膜，再在磷化膜上陰極電泳涂裝。專利CN200710097634.3則是在鎂合金陰極電泳前 采用陽(yáng)極氧化方法進(jìn)行預(yù)處理。眾所周知，磷化液和陽(yáng)極氧化電解液(硫酸、草酸等電解 液)是污染較嚴(yán)重的腐蝕液，對(duì)人體和環(huán)境都有嚴(yán)重危害。而專利CN200610104404. 0則是 通過(guò)不斷來(lái)回調(diào)整頻率和占空等參數(shù)控制微弧氧化陶瓷層，然后在所述微弧氧化陶瓷層上 電泳涂裝；以及專利CN200710131372. 8是通過(guò)真空濺鍍被覆、化學(xué)鍍或電鍍等方式對(duì)微弧 氧化陶瓷層上進(jìn)行導(dǎo)電前處理，鍍上一層鎳、銀等金屬。由于鍍覆金屬層的方法或貴或污染 環(huán)境，而不能與電泳涂裝效率高等優(yōu)點(diǎn)相配適。上述兩種專利不僅工藝復(fù)雜，且量產(chǎn)可能極 小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服鎂合金難于涂裝，裝飾性以及現(xiàn)有前處理技術(shù)污染環(huán)境、工 藝復(fù)雜等問(wèn)題，并且提供一種能在鎂合金制件表面獲得附著力、耐蝕性好的，能適合工業(yè)化 生產(chǎn)的陰極電泳有機(jī)涂層的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法。本發(fā)明所提供的鎂合金制件表面涂裝方法，包括在特定比例硅酸鹽電解液中通過(guò) 控制微弧氧化工藝，先在鎂合金表面形成一層導(dǎo)電性較好，潤(rùn)濕性較好的微弧氧化陶瓷層， 然后再通過(guò)控制電泳涂裝工藝在所述微弧氧化陶瓷層上涂裝上陰極電泳漆層。本發(fā)明通過(guò)微弧氧化前處理工藝取代磷化處理和陽(yáng)極氧化等工藝，能在鎂合金制件表面得到附著力、耐蝕性較好的陰極電泳有機(jī)層，且該鎂合金產(chǎn)品表面漆膜均勻光滑、外 觀美麗。以上所述是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)構(gòu)想?；谏鲜黾夹g(shù)構(gòu)想，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是一種鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其工藝步驟依次包括鎂合金制件表面預(yù)處 理和表面電泳涂裝處理，其創(chuàng)新點(diǎn)在于a、所述鎂合金制件表面預(yù)處理，是對(duì)經(jīng)清潔處理的鎂合金制件作微弧氧化陶瓷層 處理，是在電解槽內(nèi)的硅酸鹽處理液中，以被處理鎂合金制件為陰極，以不銹鋼制件為陽(yáng) 極，在所述陰、陽(yáng)極之間施加一定的電壓，使被處理鎂合金制件表面形成微弧氧化陶瓷層；b、所述鎂合金制件表面電泳涂裝處理，是通過(guò)對(duì)鎂合金制件表面所形成的微弧氧 化陶瓷層清洗后，在環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤(rùn)和攪拌，而在鎂合金制件微弧氧化陶瓷層表面 形成電泳漆層。
由以上所給出的技術(shù)方案可以明了，本發(fā)明由于采用表面預(yù)處理和表面電泳 涂裝兩步進(jìn)行，而工藝性能良好，適宜工業(yè)化生產(chǎn)，且由于所述預(yù)處理是鎂合金制件 表面微弧氧化處理，且在鎂合金制件表面形成陶瓷層，而具有附著力強(qiáng)、耐腐蝕好等 優(yōu)越的性能。這種方法較表面磷化膜處理技術(shù)，具有工件不會(huì)被腐蝕，環(huán)境無(wú)污染等 優(yōu)點(diǎn)，而又比CN20061014404.0專利的工藝技術(shù)簡(jiǎn)單易行，制成品質(zhì)量易于控制，更比 CN200710131372.8真空濺鍍Ni、Ag等金屬方法的生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，環(huán)境污染小，從 而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明所主張的硅酸鹽處理液的配比是，所述微弧氧化硅酸 鹽處理液的組分及各組分單位體積的重量含量是=Na2SiO3I 10g/L，KF 5 30g/L，C3H8O3 10 35ml/L，NaOH 0 8g/L。這是本發(fā)明所優(yōu)選的，但不局限于此。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明還主張，所述微弧氧化處理的工藝參數(shù)是電流模式為 脈沖直流，電流密度在1 3A/dm2范圍內(nèi)，頻率在50 172. 45HZ范圍內(nèi)，處理時(shí)間在0 IOmin范圍內(nèi)，所述微弧氧化陶瓷層的厚度在1 15 μ m范圍內(nèi)。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明主張，所述鎂合金制件表面微弧氧化陶瓷層的清洗，是 超聲波清洗；清洗時(shí)間在5 IOmin范圍內(nèi)，在陰極電泳漆中浸潤(rùn)時(shí)間在0 30s范圍內(nèi)， 被加工件攪拌時(shí)間在0 IOs范圍內(nèi)。但不局限于此。事實(shí)上清洗時(shí)間與清洗效果成正比 例相關(guān)，但過(guò)多的清洗時(shí)間將會(huì)直接影響生產(chǎn)效率。而鎂合金制件在陰極電泳漆中的浸潤(rùn) 時(shí)間的長(zhǎng)短和攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短所產(chǎn)生的后果，是與上述清洗處理所產(chǎn)生的后果是相同的。 也就是說(shuō)，所述清洗時(shí)間和在陰極電泳漆中浸潤(rùn)、攪拌時(shí)間，具有最佳的性價(jià)比，而被本發(fā) 明所優(yōu)選。在上述技術(shù)方案中，所述電泳漆層，是由HED環(huán)氧陰極電泳漆通過(guò)電泳形成；其電 泳條件包括電壓在100 200V范圍內(nèi)，PH值在5. 5 6. 5范圍內(nèi)，電泳處理溫度在20 35°C范圍內(nèi)，電泳時(shí)間在20 150s范圍內(nèi)，烘干溫度在160 180°C范圍內(nèi)，烘干時(shí)間在 20 30min范圍內(nèi)。其中所述環(huán)氧型電泳漆的牌號(hào)，并不局限于此。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明主張的，所述在鎂合金制件表面形成電泳漆層的厚度 在5 25μπι范圍內(nèi)。這同樣是本發(fā)明所優(yōu)選的。上述技術(shù)方案得以實(shí)施后，本發(fā)明所具有的工藝性能良好，工件表面涂層致密美觀，附著力和耐蝕性好，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高和低能耗環(huán)保等特點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。


圖1是本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)示圖。
具體實(shí)施例方式參讀附圖1，提供以下實(shí)施例。實(shí)施例1、鎂合金制件前處理工藝，是將鎂合金壓鑄件采用400號(hào) 1200號(hào)水砂紙依次打 磨，再采用丙酮或酒精清洗3min，然后在25 40°C的特定比例硅酸鹽處理液中微弧氧化 50s，終止電壓100V，頻率80. 55HZ，基值時(shí)間2. 99，電流密度lA/dm2。所述特定比例硅酸鹽處理(電解)液組成為硅酸鈉8g/L氟化鉀10g/L甘油(C3H8O3)18mL/L氫氧化鈉2g/L微弧氧化后的鎂合金制件用自來(lái)水和蒸餾水清洗，在放入超聲波清洗器中清洗 8min后，轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000大紅色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤(rùn)3s，攪動(dòng)5s，電泳電 壓緩慢調(diào)節(jié)至100V，調(diào)節(jié)至100V穩(wěn)定電壓用時(shí)5s，電泳135s，烘干時(shí)間30min，烘干溫度 170°C。微弧氧化陶瓷層厚度12· 414 μ m 粗糙度為0. 214 μ m電泳漆層附著力0級(jí)電泳漆層銅乙酸腐蝕時(shí)間958h膜層質(zhì)量大紅色，色澤均勻光滑，內(nèi)外涂層總厚度為25. 7μπι實(shí)施例2、鎂合金制件前處理工藝，是將鎂合金壓鑄件采用水砂紙400號(hào) 1200號(hào)依次打 磨，再采用丙酮或酒精清洗3min，然后在25 40°C的特定比例硅酸鹽處理液中微弧氧化 60s，終止電壓147V，頻率172HZ，基值時(shí)間2. 99，電流密度1. 5A/dm2。所述特定比例硅酸鹽處理(電解)液組成為硅酸鈉8g/L氟化鉀15g/L甘油(C3H8O3)12mL/L氫氧化鈉3g/L微弧氧化后的鎂合金制件用自來(lái)水和蒸餾水清洗，在放入超聲波清洗器中清洗8min后，轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000天藍(lán)色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤(rùn)10s，攪動(dòng)8s，電泳電 壓緩慢調(diào)節(jié)至160V，調(diào)節(jié)至160V穩(wěn)定電壓用時(shí)10s，電泳150s，烘干時(shí)間20min，烘干溫度 180 "C。微弧氧化陶瓷層厚度12. 1 μ m 粗糙度為0. 176 μ m電泳漆層附著力0級(jí)
電泳漆層銅乙酸腐蝕時(shí)間923h膜層質(zhì)量天藍(lán)色，色澤均勻光滑，內(nèi)外涂層總厚度為22. 7μπι實(shí)施例3、鎂合金制件前處理工藝，是將鎂合金壓鑄件采用400號(hào) 1200號(hào)水砂紙依次打磨，再采用丙酮或酒精清洗3min，然后在25 40°C的特定比例硅酸鹽處理液中微弧氧化 80s，終止電壓117V，頻率50. 27HZ，基值時(shí)間2. 99，電流密度2A/dm2。所述特定比例硅酸鹽處理(電解)液組成為硅酸鈉10g/L氟化鉀15g/L甘油(C3H8O3)18mL/L氫氧化鈉2g/L微弧氧化后的鎂合金制件用自來(lái)水和蒸餾水清洗，在放入超聲波清洗器中清洗 8min后，轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000紫色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤(rùn)15s，攪動(dòng)10s，電泳電 壓緩慢調(diào)節(jié)至160V，調(diào)節(jié)至160V穩(wěn)定電壓用時(shí)12s，電泳90s，烘干時(shí)間25min，烘干溫度 175°C。微弧氧化陶瓷層厚度12. 46 μ m 粗糙度為0. 224 μ m電泳漆層附著力0級(jí)電泳漆層銅乙酸腐蝕時(shí)間996h膜層質(zhì)量紫色，色澤均勻光滑，內(nèi)外涂層總厚度為17. 74 μ m在上述3個(gè)實(shí)例中所用環(huán)氧陰極電泳漆，并不局限于HED-5000，例如可以是 HED-2000或者是HED-6000等等。由于HED-5000環(huán)氧陰極電泳漆的性價(jià)比高，故本發(fā)明予 以積極推薦。由以上3個(gè)實(shí)施例可見(jiàn)，本發(fā)明是十分成功的。
權(quán)利要求
一種鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其工藝步驟依次包括鎂合金制件表面預(yù)處理和表面電泳涂裝處理，其特征在于a、所述鎂合金制件表面預(yù)處理，是對(duì)經(jīng)清潔處理的鎂合金制件作微弧氧化陶瓷層處理；是在電解槽內(nèi)的硅酸鹽處理液中，以被處理鎂合金制件為陰極，以不銹鋼制件為陽(yáng)極，在所述陰、陽(yáng)極之間施加一定的電壓，使被處理鎂合金制件表面形成微弧氧化陶瓷層；b、所述鎂合金制件表面電泳涂裝處理，是通過(guò)對(duì)鎂合金制件表面所形成的微弧氧化陶瓷層清洗后，在環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤(rùn)和攪拌，而在鎂合金制件微弧氧化陶瓷層表面形成電泳漆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其特征在于所述微弧氧 化硅酸鹽處理液的組分及各組分單位體積的重量含量是Aa^iOd 10g/L，KF 5 30g/ L, C3H803 10 35ml/L, NaOH 0 8g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其特征在于，所述微弧氧 化處理的工藝參數(shù)是電流模式為脈沖直流，電流密度在1 3A/dm2范圍內(nèi)，頻率在50 172. 45HZ范圍內(nèi)，處理時(shí)間在0 lOmin范圍內(nèi)，所述微弧氧化陶瓷層的厚度在1 15 y m 范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其特征在于，所述鎂合金 制件表面微弧氧化陶瓷層的清洗，是超聲波清洗；清洗時(shí)間在5 lOmin范圍內(nèi)，在陰極電 泳漆中浸潤(rùn)時(shí)間在0 30s范圍內(nèi)，被加工件攪拌時(shí)間在0 10s范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其特征在于，所述電泳漆 層，是由HED環(huán)氧陰極電泳漆通過(guò)電泳形成；其電泳條件包括電壓在100 200V范圍內(nèi)， PH值在5. 5 6. 5范圍內(nèi)，電泳處理溫度在20 35°C范圍內(nèi)，電泳時(shí)間在20 150s范圍 內(nèi)，烘干溫度在160 180°C范圍內(nèi)，烘干時(shí)間在20 30min范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，其特征在于，所述在鎂合 金制件表面形成電泳漆層的厚度在5 25 y m范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明所公開(kāi)的是一種鎂合金制件表面電泳涂裝的方法，以其所述表面處理為微弧氧化陶瓷層處理，所述電泳涂裝是在陶瓷層表面形成電泳漆層為主要特征。具有工藝性能良好，適宜工業(yè)化生產(chǎn)，工藝成本低，生產(chǎn)效率高，制成品質(zhì)量好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C25D11/30GK101831685SQ20101018599
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者包曄峰, 楊華山, 蔣永鋒 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)