專利名稱：鎂合金化學改性皮膜的非鉻系處理的制作方法
技術領域：
本發明是一種對鎂合金材料非鉻系化學處理的方法及配方，特別是指一種運用非鉻系元素對鎂合金產品表面進行化學處理以形成適當的保護膜而達到保護、美化鎂合金外殼目的的方法及配方。
隨著各種電子器材日趨輕薄短小以及對其散熱性能和電磁屏蔽性能提出較高要求，鎂合金以其比重小、導熱率高和表面電導率高等優點逐漸取代導熱性能差且無電磁屏蔽性能的塑料成為新一代電子器材外殼材質的主流。但是由于鎂合金在大氣中容易被氧化，故采用化學改性在鎂合金產品表面形成一層保護性膜成為業內人士研究的熱點問題。
通常現有技術對鎂合金化學改性采用鉻系元素試劑，如美國專利第4676842號及道氏化學公司(Dow Chemical Company)的化學改性處理No．20(又稱修正型鉻酸制程)中，均采用鉻酸鹽溶液在加溫的條件下對金屬進行化學改性，以形成一層致密的保護性皮膜來防止金屬被腐蝕。但是所形成的鎂合金保護性皮膜中含有為凡賽爾公約所禁用的高污染性化學物質Cr3+，導致了日后對鎂合金的回收造成困難。另外，處理槽中的含Cr3+的溶液所揮發出的有毒氣體，會給作業員的健康造成威脅，并且處理槽中的溶液的排放也需要進行廢水處理，但是Cr3+不容易沉降，將導致廢水處理的成本提高。再者，整個處理作業環境溫度較高，使處理槽中的鉻系處理液容易揮發出來，對作業員的健康造成威脅，惡化作業環境。
本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，進而提出一種能夠取代傳統鉻酸系化學改性的配方及方法來降低環境污染，并且能夠在遠低于傳統鉻酸系化學改性溫度的條件下進行處理的新型配方及方法。
本發明的目的是通過下述技術方案來實現的先取氫氟酸、二元醇等試劑配制1升表面處理酸洗溶液作為標準液。另取硝酸、錳酸鹽、酸性氟化氨等試劑配制1升表面處理改性溶液作為標準液。
再將鎂合金產品按如下處理流程進行非鉻化學改性
將鎂合金產品上料，先浸入脫脂槽中，在60～70℃的溫度下通過超聲波作用3～5分鐘后，進入第一水洗槽和第二水洗槽中，在室溫下分別用超聲波清洗10～20秒，然后浸入裝有非鉻系酸洗溶液的酸洗槽中，在室溫下通過超聲波作用0．5～1．5分鐘，酸洗后進入第三水洗槽和第四水洗槽中，在室溫下分別用超聲波來清洗10～20秒，再浸入裝有非鉻系改性溶液的改性槽中，加熱至20～60℃通過超聲波作用0．5～1．5分鐘來在鎂合金表面形成一層致密的保護性皮膜，改性后進入第五水洗槽和第六水洗槽，在室溫下分別用純水進行超聲波清洗10～20秒，最后在60～70℃溫度下加熱50分鐘將其烘干并下料。
比較現有技術，本發明具有以下優點1、處理過程中完全不須使用鉻元素，減少對環境的污染。
2、降低鎂合金產品及報廢品回收困難度。
3、處理中產生的廢水比較容易處理。
4、處理的溫度遠低于目前技術所采用的溫度。
下面結合實施例對本發明作進一步描述。
在室溫下用電子天秤精確稱取氫氟酸40克及乙二醇30克置入燒杯中，向燒杯中加入少量水先行攪拌使藥品充分溶解，溶解后倒入1000毫升量瓶中，以純水正確添加至標線即配制出1升表面處理酸洗溶液。另外，用電子天秤精確稱取硝酸5克、高錳酸鉀30克及酸性氟化氨5克置入燒杯中，向燒杯中加入少量水先行攪拌使藥品充分溶解，溶解后倒入1000毫升量瓶中，以純水正確添加至標線即配制出1升化學改性溶液。然而，上述配方僅為本專利的一個較佳實施例，實際上，上述配方中各組份的濃度在正、負5％的范圍內變化，仍在本專利所界定的范圍之內，可以產生相同的功效。將鎂合金產品上料，先浸入盛有堿性溶液及表面活性物質的脫脂槽中，加熱到60～70℃，用超聲波作用3～5分鐘，使油脂通過與堿性溶液及表面活性物質發生皂化反應和乳化反應而溶解于水中，以達脫脂的目的。本方法各工序所采用超聲波的作用在于利用超聲波來使溶液中的微粒與金屬發生振動，微粒振動并且沖擊金屬表面上的雜質微粒，使其受到剪切力而從金屬表面上脫離下來，從而達到清洗金屬表面的目的。脫脂后進入第一水洗槽和第二水洗槽中，在室溫下分別通過超聲波清洗10～20秒來去除鎂合金表面上殘余的堿性溶液及油脂分子。然后浸入盛有先前所配制的酸洗溶液的酸洗槽中，在室溫下通過超聲波作用0．5～1．5分鐘，微蝕金屬表面以去除產品表面生成的氧化物，使金屬層暴露出來，以便于其在改性處理工序中與改性溶液直接接觸，另外還可以有中和脫脂后產品上殘余的堿性物質的作用。酸洗后進入第三水洗槽和第四水洗槽中，在室溫下分別通過超聲波清洗10～20秒來去除鎂合金表面上殘余的氧化物微粒及酸性溶液。再浸入裝有先前所配制的改性溶液的改性槽中，加熱至20～60℃通過超聲波作用0．5～1．5分鐘來在鎂合金表面氧化形成一層致密的保護性皮膜。改性后進入第五水洗槽和第六水洗槽，在室溫下分別用純水通過超聲波清洗10～20秒來去除鎂合金表面上殘余的化學試劑。最后在60～70℃溫度下加熱50分鐘將其烘干并下料。
權利要求
1.一種鎂合金外殼非鉻系化學改性處理的酸洗溶液配方，其特征在于該酸洗溶液配方至少包括氫氟酸，二元醇等試劑。
2.如權利1要求所述的酸洗溶液配方，其特征在于該氫氟酸試劑的質量濃度為40％，該氫氟酸試劑在酸洗溶液中的質量濃度為52％～62％。
3.如權利2要求所述的酸洗溶液配方，其特征在于該二元醇試劑在酸洗溶液中的質量濃度為38％～48％。
4.一種鎂合金外殼非鉻系化學改性處理的改性溶液配方，其特征在于該改性溶液配方至少包括硝酸，錳酸鹽，酸性氟化氨等試劑。
5.如權利4要求所述的改性溶液配方，其特征在于該硝酸試劑的質量濃度為65％，該硝酸試劑在改性溶液中的質量濃度為7％～17％。
6.如權利5要求所述的改性溶液配方，其特征在于該錳酸鹽試劑在改性溶液中的質量濃度為66％～86％。
7.如權利6要求所述的改性溶液配方，其特征在于該酸性氟化氨在改性溶液中的質量濃度為7％～17％。
8.一種鎂合金外殼非鉻系化學改性處理的方法，其包括脫脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道純水清洗工序，烘干工序。其特征在于(a)在脫脂工序中溫度控制在60～70℃下處理3～5分鐘；(b)在酸洗工序中溫度控制在室溫，采用非鉻系酸洗溶液處理0．5～1．5分鐘；(c)在改性工序中溫度控制在20～60℃，采用非鉻系改性溶液處理0．5～1．5分鐘；(d)在烘干工序中溫度控制在60～70℃，處理50分鐘；(e)在水洗工序中溫度控制在室溫下處理10～20秒；(f)在上述各工序中至少有一項采用超聲波處理。
9.如權利8要求所述的化學改性方法，其特征在于該酸洗工序中所采用的酸洗溶液至少包括氫氟酸，二元醇試劑。
10.如權利9要求所述的化學改性方法，其特征在于該改性工序中所采用的改性溶液至少包括硝酸，錳酸鹽，酸性氟化氨試劑。
11.一種鎂合金外殼非鉻系化學改性處理的方法，其包括脫脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道純水清洗工序，烘干工序。其特征在于在酸洗工序及水洗工序中所采用的溫度范圍為25～35℃。
12.如權利11要求所述的化學改性方法，其特征在于在酸洗工序及水洗工序中所采用的最佳溫度為25℃。
13.一種鎂合金外殼非鉻系化學改性處理的方法，其包括脫脂工序，至少一道水洗工序，酸洗工序，至少一道水洗工序，改性工序，至少一道純水清洗工序，烘干工序。其特征在于在脫脂工序，酸洗工序，改性工序及水洗工序中均采用超聲波進行處理。
全文摘要
本發明是一種運用非鉻系元素對鎂合金材料進行化學處理以形成適當的保護膜的方法而達到保護、美化鎂合金產品的目的。它包括脫脂工序,酸洗工序,改性工序,烘干工序,所采用的酸洗溶液包括氫氟酸,二元醇等,改性溶液包括硝酸,錳酸鹽,酸性氟化氨等。本發明具有降低環境污染及降低作業溫度的優點。
文檔編號C23C22/57GK1294205SQ9911718
公開日2001年5月9日 申請日期1999年10月31日 優先權日1999年10月31日
發明者賴資源, 黃國倫, 林永健, 郭慧中 申請人:富金精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司