【CN109778170A】镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液及膜层制备方法【专利】
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(74)专利代理机构 重庆市信立达专利代理事务 所(普通合伙) 50230
代理人 包晓静
(51)Int .Cl . C23C 22/57(2006 .01) C23C 22/78(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109778170 A (43)申请公布日 2019.05.21
( 54 )发明 名称 镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910088627 .X
(22)申请日 2019 .01 .30
(71)申请人 北方民族大学 地址 750021 宁夏回族自治区银川市西夏 区文昌北街204号
(72)发明人 邹忠利 陈荣飞 薛同 王北平 耿桂宏
2 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于来自百度文库所述铁 氰化物为铁氰化钾、铁氰化钠中的一种或两种组合。
3 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述成 膜促进剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种组合。
4 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述缓 冲剂为柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵中的一种或几种组合。
2
CN 109778170 A
说 明 书
1/4 页
镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液及膜层制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于镁合金表面处理技术领域，尤其涉及一种镁合金表面铁氰化物化学转 化膜的处理液及膜层制备方法。
背景技术 [0002] 目前，业内常用的现有技术是这样的：镁合金作为一种轻质高强的合金材料，被广 泛地应 用于航天航空 、通讯、医疗等领域。然而镁合金的化学活性高 ，易于被腐蚀的缺点很 大程度上影响了其发展。为此 ，科研工作者开发了不同的 表面处理技术。其中 ，应 用最广泛 是 在其表面进行化学转化处理。化学转化处理技术操作简单 ，成本 低廉 ，可 作为涂层的 底 层。传统的 化学转化处理技术多采 用含铬酸盐的处理液 ，对人 和环境都有危害 ，亟需取代。 迄今为止 ，人 们提出了许多无铬型化学转化处理技术 ，包括磷酸盐处理法 、磷酸盐-高锰酸 盐处理法 、钼酸盐处理法 、锡酸盐处理法 、稀土盐处理法等 ，磷酸盐处理法虽 然不使 用六价 铬，但依然会对环境造成污染，容易使得水体富营养化；钼酸盐处理法和锡酸盐处理法获得 的 膜层耐蚀性有明显提升 ，但处理液中 含有对环境有一定危害的 重金 属离子 ；稀土盐转化 膜无毒无污染，然而处理时间长，耐蚀性一般且成本较高。植酸盐处理法可以在镁合金表面 形成单分子膜层 ，但它的处理液易电 离 ，导致pH不稳定 ，膜层 质量难以 控 制。因此这些处理 方法大多停留 在试验研究阶 段 ，真正可以 实现工业化应 用的 还很 少。在关于镁合金无铬型 化学转化处理的公开专利中 ，公开号为CN101805899A、CN107130233A、CN101805900A、 CN101845628A、CN102191493B、CN102677035A、CN101029387A、CN1475602A、CN1598055A、 CN1880503A等一系列专利相继公开了多种镁合金无铬化学转化膜成膜溶液及制备方法，这 些方法 制备的 膜层组成包含难溶的 磷酸盐或氟化物 ，可以 明显提升镁合金的 耐蚀性 ，但这 些转化膜成膜溶液及制备方法存在的主要问题是成膜溶液或膜层制备工艺中的其他处理 步骤中含有对环境有害的氟离子或磷酸盐，不符合绿色环保的新要求。 [0003] 综上所述，现有技术存在的问题是：现有的镁合金无铬化学转化膜成膜溶液及制 备方法成膜溶液或膜层制备工艺中的其他处理步骤中含有对环境有害的氟离子或磷酸盐， 不符合绿色环保的新要求。 [0004] 解决上述技术问题的难度：目前，人们已经可以做到在镁合金表面形成一种在耐 蚀性能上可以媲美铬酸盐转化膜的化学转化膜，但是这些无铬处理方法在制备过程中依然 不可避免地引入一些对环境有影响的化合物，如磷酸盐、氟化物，化学转化膜中难溶性的磷 酸盐和氟化物可以有效提升其耐蚀性，但是转化液中作为成膜剂的可溶性磷酸盐和膜层促 进剂氟化物一旦未经有效处理，极易对周围环境产生有害影响。 [0005] 解决上述技术问题的意义：镁合金表面化学处理方法如果能够寻找到一种无毒或 低毒的成膜剂 ，它不仅可以 在镁合金表面形成耐蚀性良 好的 膜层 ，而且其转化液具有环境 友好性，那么这种化学处理方法无疑具有显著的科学意义和实际应用价值。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
CN 109778170 A
CN 109778170 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述镁合金表面铁氰 化物化学转化膜的处理液由铁氰化物、成膜促进剂和缓冲剂组成；各组分的含量：铁氰化物 5～400g/L；成膜促进剂1～40g/L；缓冲剂pH值3 .0-6 .0。
5 .一种包含权利要求1所述镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液的镁合金表面铁 氰化物化学转化膜的膜层，其特征在于，所述膜层的制备方法由前处理活化和成膜处理两 个步骤组成；
第一步，将镁合金工件进行前处理活化； 第二步 ，置于处理液中 ，在20～35℃下浸泡2～20min即可在镁合金表面 制备出铁氰化 物化学转化膜。 6 .如权利要求5所述的膜层，其特征在于，所述膜层的制备方法的前处理活化为将镁合 金置于25～65℃的前处理液中浸泡1～10min，前处理液的组成为硫酸、硝酸、盐酸中的一种 或多种的混合溶液，各成分的浓度范围为：硫酸0 .5～10mL/L，硝酸0 .5-10mL/L，盐酸0 .5～ 10mL/L。 7 .一种表面涂覆有权利要求5所述膜层的镁合金。
及膜层制备方法 ( 57 )摘要
本发明属于镁合金表面处理技术领域，公开 了一种镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理 液及膜层制备方法，所述镁合金表面铁氰化物化 学转化膜的处理液由铁氰化物、成膜促进剂和缓 冲剂组成 ；各组分的 含量 ：铁氰化物5～400g/L ； 成膜促进剂1～40g/L；缓冲剂pH值3 .0-6 .0；膜层 的制备方法由前处理活化和成膜处理两个步骤 组成 ；本发明的处理液不含六价铬 、氟离子及磷 酸盐 ，组成绿色环保 ；膜层处理过程中无需 加热 ， 处理时间为2-20min ，本发明能 够在镁合金表面 迅速制备出化学转化膜。本发明处理液及膜层制 备方法具有成膜速度快 ，工艺较简便 ，且在镁合 金得到的膜层附着力好，耐蚀性优良等优点。
代理人 包晓静
(51)Int .Cl . C23C 22/57(2006 .01) C23C 22/78(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109778170 A (43)申请公布日 2019.05.21
( 54 )发明 名称 镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910088627 .X
(22)申请日 2019 .01 .30
(71)申请人 北方民族大学 地址 750021 宁夏回族自治区银川市西夏 区文昌北街204号
(72)发明人 邹忠利 陈荣飞 薛同 王北平 耿桂宏
2 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于来自百度文库所述铁 氰化物为铁氰化钾、铁氰化钠中的一种或两种组合。
3 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述成 膜促进剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种组合。
4 .如权利要求1所述的镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述缓 冲剂为柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵中的一种或几种组合。
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CN 109778170 A
说 明 书
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镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液及膜层制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于镁合金表面处理技术领域，尤其涉及一种镁合金表面铁氰化物化学转 化膜的处理液及膜层制备方法。
背景技术 [0002] 目前，业内常用的现有技术是这样的：镁合金作为一种轻质高强的合金材料，被广 泛地应 用于航天航空 、通讯、医疗等领域。然而镁合金的化学活性高 ，易于被腐蚀的缺点很 大程度上影响了其发展。为此 ，科研工作者开发了不同的 表面处理技术。其中 ，应 用最广泛 是 在其表面进行化学转化处理。化学转化处理技术操作简单 ，成本 低廉 ，可 作为涂层的 底 层。传统的 化学转化处理技术多采 用含铬酸盐的处理液 ，对人 和环境都有危害 ，亟需取代。 迄今为止 ，人 们提出了许多无铬型化学转化处理技术 ，包括磷酸盐处理法 、磷酸盐-高锰酸 盐处理法 、钼酸盐处理法 、锡酸盐处理法 、稀土盐处理法等 ，磷酸盐处理法虽 然不使 用六价 铬，但依然会对环境造成污染，容易使得水体富营养化；钼酸盐处理法和锡酸盐处理法获得 的 膜层耐蚀性有明显提升 ，但处理液中 含有对环境有一定危害的 重金 属离子 ；稀土盐转化 膜无毒无污染，然而处理时间长，耐蚀性一般且成本较高。植酸盐处理法可以在镁合金表面 形成单分子膜层 ，但它的处理液易电 离 ，导致pH不稳定 ，膜层 质量难以 控 制。因此这些处理 方法大多停留 在试验研究阶 段 ，真正可以 实现工业化应 用的 还很 少。在关于镁合金无铬型 化学转化处理的公开专利中 ，公开号为CN101805899A、CN107130233A、CN101805900A、 CN101845628A、CN102191493B、CN102677035A、CN101029387A、CN1475602A、CN1598055A、 CN1880503A等一系列专利相继公开了多种镁合金无铬化学转化膜成膜溶液及制备方法，这 些方法 制备的 膜层组成包含难溶的 磷酸盐或氟化物 ，可以 明显提升镁合金的 耐蚀性 ，但这 些转化膜成膜溶液及制备方法存在的主要问题是成膜溶液或膜层制备工艺中的其他处理 步骤中含有对环境有害的氟离子或磷酸盐，不符合绿色环保的新要求。 [0003] 综上所述，现有技术存在的问题是：现有的镁合金无铬化学转化膜成膜溶液及制 备方法成膜溶液或膜层制备工艺中的其他处理步骤中含有对环境有害的氟离子或磷酸盐， 不符合绿色环保的新要求。 [0004] 解决上述技术问题的难度：目前，人们已经可以做到在镁合金表面形成一种在耐 蚀性能上可以媲美铬酸盐转化膜的化学转化膜，但是这些无铬处理方法在制备过程中依然 不可避免地引入一些对环境有影响的化合物，如磷酸盐、氟化物，化学转化膜中难溶性的磷 酸盐和氟化物可以有效提升其耐蚀性，但是转化液中作为成膜剂的可溶性磷酸盐和膜层促 进剂氟化物一旦未经有效处理，极易对周围环境产生有害影响。 [0005] 解决上述技术问题的意义：镁合金表面化学处理方法如果能够寻找到一种无毒或 低毒的成膜剂 ，它不仅可以 在镁合金表面形成耐蚀性良 好的 膜层 ，而且其转化液具有环境 友好性，那么这种化学处理方法无疑具有显著的科学意义和实际应用价值。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
CN 109778170 A
CN 109778170 A
权 利 要 求 书
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1 .一种镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液，其特征在于，所述镁合金表面铁氰 化物化学转化膜的处理液由铁氰化物、成膜促进剂和缓冲剂组成；各组分的含量：铁氰化物 5～400g/L；成膜促进剂1～40g/L；缓冲剂pH值3 .0-6 .0。
5 .一种包含权利要求1所述镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理液的镁合金表面铁 氰化物化学转化膜的膜层，其特征在于，所述膜层的制备方法由前处理活化和成膜处理两 个步骤组成；
第一步，将镁合金工件进行前处理活化； 第二步 ，置于处理液中 ，在20～35℃下浸泡2～20min即可在镁合金表面 制备出铁氰化 物化学转化膜。 6 .如权利要求5所述的膜层，其特征在于，所述膜层的制备方法的前处理活化为将镁合 金置于25～65℃的前处理液中浸泡1～10min，前处理液的组成为硫酸、硝酸、盐酸中的一种 或多种的混合溶液，各成分的浓度范围为：硫酸0 .5～10mL/L，硝酸0 .5-10mL/L，盐酸0 .5～ 10mL/L。 7 .一种表面涂覆有权利要求5所述膜层的镁合金。
及膜层制备方法 ( 57 )摘要
本发明属于镁合金表面处理技术领域，公开 了一种镁合金表面铁氰化物化学转化膜的处理 液及膜层制备方法，所述镁合金表面铁氰化物化 学转化膜的处理液由铁氰化物、成膜促进剂和缓 冲剂组成 ；各组分的 含量 ：铁氰化物5～400g/L ； 成膜促进剂1～40g/L；缓冲剂pH值3 .0-6 .0；膜层 的制备方法由前处理活化和成膜处理两个步骤 组成 ；本发明的处理液不含六价铬 、氟离子及磷 酸盐 ，组成绿色环保 ；膜层处理过程中无需 加热 ， 处理时间为2-20min ，本发明能 够在镁合金表面 迅速制备出化学转化膜。本发明处理液及膜层制 备方法具有成膜速度快 ，工艺较简便 ，且在镁合 金得到的膜层附着力好，耐蚀性优良等优点。