镁合金化成处理工艺-课件

镁合金化成处理工艺镁及镁合金 镁作为地球最轻的金属结构材料，具有许多优良镁作为地球最轻的金属结构材料，具有许多优良的特性。镁的比强度很高，密度约为铝的的特性。镁的比强度很高，密度约为铝的2 23 3，铁的铁的1 14 4；镁还具有良好的导热、导电性、尺寸；镁还具有良好的导热、导电性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利用的性能。这些特性使其成为汽车工业、航空工用的性能。这些特性使其成为汽车工业、航空工业及电子工业中首选的结构材料。业及电子工业中首选的结构材料。然而，由于镁的化学性质十分活泼，标准电极然而，由于镁的化学性质十分活泼，标准电极电位很负电位很负(2.36V)2.36V)导致镁合金的耐腐蚀性很差，导致镁合金的耐腐蚀性很差，在腐蚀性介质中很容易发生严重的腐蚀，并且，在腐蚀性介质中很容易发生严重的腐蚀，并且，镁合金的表面膜疏松多孔，对基体保护能力差。镁合金的表面膜疏松多孔，对基体保护能力差。不适用于大多数的腐蚀环境，镁及其台金的耐腐不适用于大多数的腐蚀环境，镁及其台金的耐腐蚀性能较差一定程度上限制了它的应用。因此提蚀性能较差一定程度上限制了它的应用。因此提高镁及镁合金的抗腐蚀性显得至关重要。高镁及镁合金的抗腐蚀性显得至关重要。镁及镁合金目前，提高镁及其合金的耐蚀性主要有以下几种方法：1.通过降低镁合金中的“危害元素”铁、镍、铜、钴等的含量；2.合金中添加稀土元素，开发耐蚀的新镁合金材料。3.对镁合金进行表面涂层处理，利用涂层和外界环境之问形成的屏障，抑制和缓解镁合金材料的腐蚀。镁及镁合金其中第三种是防止镁及镁合金最简便有效的方法。为了确保涂层能附着良好且具有自修复能力，必须在涂层前进行预处理，使涂层和基体具有较好的附着力。而化成膜是涂层前预处理的一项重要手段，可以增强镁合金表面涂层处理时的附着力。镁合金化学转换膜镁合金化学转化主要有有铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜，目前主要为磷酸盐转化膜，分为磷酸钙系、磷酸锰系、磷酸钙-锰系、磷酸钙-钒系。而磷酸钙-钒系最为常见。化成皮膜性能要求 测试项目测试项目测试方法测试方法合格标准合格标准皮膜顔色皮膜顔色 目测目测 灰色至浅褐色灰色至浅褐色 表面外观表面外观 目测目测 均匀一致均匀一致 抗腐蚀性抗腐蚀性 ASTM B-117ASTM B-1172424小时中性盐雾测试小时中性盐雾测试 88级级 电阻电阻 电阻计电阻计 2 2 电击穿电击穿 5 5克重量直径克重量直径3mm3mm的的球状电极从球状电极从0 0伏开始增伏开始增压至皮膜被击穿压至皮膜被击穿 7V/DC 7V/DC 工艺流程 预脱脂预脱脂 脱脂脱脂 清洗清洗2 表调表调 超声超声波清洗波清洗 清洗清洗 中和中和 清洗清洗 3 化成化成 清洗清洗2 压缩空气吹干压缩空气吹干 烘烘 干干工艺机理 处理前 表调 中和 化成 工艺机理1 1、脱脂：去除工件表面上残留的润滑油、切削油、研磨、脱脂：去除工件表面上残留的润滑油、切削油、研磨 液、灰尘、及油墨等污物。液、灰尘、及油墨等污物。影响因素：浓度的高度、温度的高度、时间的长短、水影响因素：浓度的高度、温度的高度、时间的长短、水 洗的彻底。洗的彻底。2 2、表调：去除表面的氧化、腐蚀产物、旧的化学转化、表调：去除表面的氧化、腐蚀产物、旧的化学转化 膜、膜、金属偏析、压铸成型的脱膜剂、喷砂或喷丸等带来的金属偏析、压铸成型的脱膜剂、喷砂或喷丸等带来的 污染等污染等 影响因素：浓度的高度（总酸度的高度）、温度的高度、影响因素：浓度的高度（总酸度的高度）、温度的高度、时间的长短、水洗的彻底。时间的长短、水洗的彻底。3 3、中和：进一步去除表面的污染物，并使镁合金表面产、中和：进一步去除表面的污染物，并使镁合金表面产生一层氢氧化镁的钝化层。生一层氢氧化镁的钝化层。影响因素：浓度的高度（总碱度度的高度）、温度的高度、影响因素：浓度的高度（总碱度度的高度）、温度的高度、时间的长短、水洗的彻底。时间的长短、水洗的彻底。工艺机理总之化成前所有处理都是为化成提供一个洁净的金属表面。工艺机理化成：使镁合金表面形成转化皮膜，从而提供了良好的抗腐蚀性及有机涂层附着力。影响因素：浓度的高度、PH值的高度、温度的高度、时间的长短、水洗的彻底。开槽成份与操作参数 工序工序 处理工序处理工序 化学药水化学药水 操作参数操作参数 温度温度 时间时间 1 1脱脱 脂脂脱脂粉脱脂粉 50g/L50g/L505070705 510 min10 min2 2表表 调调 JM-210 100mL/L JM-210 100mL/L 40406060 1 14 min4 min3 3中中 和和 KOH 100g/L KOH 100g/L 70709090 5 10min 5 10min 4 4化化 成成 JM-6510 100mL/LJM-6510 100mL/LJM-6520 1g/L JM-6520 1g/L 室温室温 1010120 s 120 s 技术参数表 1 1、脱脂、脱脂、脱脂、脱脂 A.A.管理标准管理标准 管理项目管理项目 管理基准管理基准 测试频率测试频率 总碱度总碱度 252545 Pt 45 Pt 1 1次次/4/4小时小时 处理温度处理温度 50705070 1 1次次/2/2小时小时 处理时间处理时间 58min 58min 技术参数表B.溶液特性:碱性粉末C.操作条件:1.浓度:3050g/L 2.温度:5070 3.时间:510 分钟 4.容器:不锈钢,聚丙烯 5.加热器:不锈钢加热器 6.超声波:可使脱脂更有效技术参数表D.溶液配制:1.在处理槽中放入约占体积70%的去离子水。2.在处理槽中加入脱脂粉，使其完全溶解，并搅拌均匀。3.用去离子水调校溶液体积，搅拌均匀。技术参数表E.E.分析方法分析方法 :1.1.试剂试剂 i.0.1mol/l i.0.1mol/l 硫酸溶液硫酸溶液 ii.ii.溴酚蓝指示剂溴酚蓝指示剂 2.2.分析方法分析方法 i.i.取取10mL10mL样品溶液放样品溶液放 250mL250mL锥形瓶中。锥形瓶中。ii.ii.加入加入3535滴溴酚蓝指示剂滴溴酚蓝指示剂,溶液变蓝。溶液变蓝。iii.iii.用用0.1mol/l0.1mol/l硫酸溶液滴定颜色由蓝色变为浅硫酸溶液滴定颜色由蓝色变为浅黄黄 色，此时为滴定终点。色，此时为滴定终点。.所消耗的所消耗的0.1mol/l0.1mol/l的硫酸的毫升数为碱度的点的硫酸的毫升数为碱度的点数。数。技术参数表2.2.表调表调表调表调 A.A.管理标准管理标准管理标准管理标准 管理项管理项目目 管理基管理基准准 测试频测试频率率 总酸度总酸度 5 510Pt 10Pt 1 1次次/2/2小时小时 处理温处理温度度 40604060 1 1次次/2/2小时小时 处理时处理时间间 1 13mins3mins/技术参数表B.B.溶液特性溶液特性 :外观外观 :无色透明溶液无色透明溶液C.C.操作條件操作條件 :1.1.浓度：浓度：JM-210 100mL/L JM-210 100mL/L 2.2.温度温度 :40 60C:40 60C 3.3.总酸度：总酸度：510510 4.4.时间时间 :1:13 3分钟分钟 5.5.处理槽处理槽 :聚丙烯聚丙烯 6.6.加热器加热器 :不锈钢或铁氟龙加热器不锈钢或铁氟龙加热器 7.7.过滤过滤 :建议建议技术参数表D.溶液配制:1.在处理槽中放入约占体积60%的去离水。2.在处理槽中加入JM-210，并搅拌均匀。3.用去离子水调校溶液体积，搅拌均匀。技术参数表E.分析方法 i.取10mL样品溶液放 250mL锥形瓶中，加入纯水约100ml。ii.加入35酚酞指示剂。iii.用0.1mol/l氢氧化钠溶液滴定颜色由无色变为红色，此时为滴定终点。.所消耗的0.1mol/l的氢氧化钠的毫升数为总酸度的点数。技术参数表3.3.中和中和中和中和 A.A.管理标准管理标准管理标准管理标准管理项目管理项目 管理基准管理基准 测试频率测试频率 总碱度总碱度 111116Pt 16Pt 1 1次次/4/4小时小时 温度温度 70807080 1 1次次/2/2小时小时 时间时间 510mins 510mins/技术参数表B.溶液特性:碱性溶液C.操作條件:1.浓 度:KOH 100 g/L 2.温 度:70 80 3.时 间:510 分钟 4.容 器:不锈钢 5.加热器:不锈钢或铁氟龙加热器技术参数表D.溶液配制:1.在处理槽中放入约占体积70%的去离子水。2.在处理槽中加入氢氧化钾，使其完全溶解，并搅拌均匀。3.用去离子水调校溶液体积，搅拌均匀。技术参数表E.E.分析方法分析方法 1.1.试剂试剂 i.0.15mol/li.0.15mol/l硫酸溶液硫酸溶液 ii.ii.酚酞指示剂酚酞指示剂 2.2.试验方法试验方法 i.i.移取移取2mL2mL样品溶液于样品溶液于250mL 250mL 锥形瓶中，加入纯水约锥形瓶中，加入纯水约100ml.100ml.ii.ii.加入几滴酚酞指示剂加入几滴酚酞指示剂.溶液变为红色溶液变为红色 iii.iii.用用0.15mol/l0.15mol/l硫酸溶液进行滴定，直到溶液红色完全消硫酸溶液进行滴定，直到溶液红色完全消失。失。.所消耗的所消耗的0.15mol/l0.15mol/l的硫酸的毫升数为总碱度的点数。的硫酸的毫升数为总碱度的点数。技术参数表4.4.化成化成化成化成A A管理标准管理标准 管理项目管理项目 管理基准管理基准 测试频率测试频率 PHPH值值 1.82.5 1.82.5 1 1次次/2/2小时小时 处理时间处理时间 1018010180秒秒 /技术参数表B.B.药品特性药品特性 :1 1JM-6510JM-6510：无色透明溶液：无色透明溶液 2.JM-65202.JM-6520：淡黄色粉末：淡黄色粉末 3.JM-65303.JM-6530无色透明溶液无色透明溶液C.C.操作條件操作條件 :1.1.浓度浓度:JM-6510 100ml/LJM-6510 100ml/L JM-6520 1g/L JM-6520 1g/L 2.PH 2.PH值：值：1.82.51.82.5 3.3.温温 度度 :室温室温 4.4.时时 间间:10:10180 180 秒秒 5.5.容容 器器 :聚丙烯聚丙烯 6.6.加热器加热器 :不锈钢或铁氟龙不锈钢或铁氟龙技术参数表D.D.溶液配制溶液配制 1.1.在处理槽中放入约占体积在处理槽中放入约占体积70%70%的去离子水。的去离子水。2.2.在处理槽中加入在处理槽中加入JM-6510JM-6510，并搅拌均匀。，并搅拌均匀。3.3.在处理槽中加入在处理槽中加入JM-6520JM-6520，使其完全溶解，并，使其完全溶解，并搅拌均匀。搅拌均匀。4.4.用去离子水调校溶液体积，搅拌均匀。用去离子水调校溶液体积，搅拌均匀。E.E.分析方法分析方法 PHPH值：用校正过的值：用校正过的PHPH计放入溶液中，待显示数值计放入溶液中，待显示数值稳定后，所显示的数值为溶液的稳定后，所显示的数值为溶液的PHPH值。值。技术参数表5 5水质水质水质水质 A.A.管理标准管理标准管理项目管理项目 管理基准管理基准 测试频率测试频率 PHPH值值 6.06.09.0 9.0 1 1次次/2/2小时小时 电导率电导率 0s/cm 0s/cm 1 1次次/2/2小时小时 技术参数表B分析方法 1.PH值：用校正过的PH计放入溶液中，待显示数值稳定后，所显示的数值为溶液的PH值。2.电导率值：用校正过的电导率仪放入溶液中，待显示数值稳定后，所显示的数值为溶液的PH值。问题问题问题问题问题问题 原因原因原因原因 解决措施解决措施解决措施解决措施 耐蚀性差耐蚀性差 1.1.表调不充分表调不充分 将酸点、温度、时间调整至管控范围。将酸点、温度、时间调整至管控范围。2.2.化成液化成液 PH PH 值过高值过高 将将PHPH调整至管控范围调整至管控范围 3.3.化成处理时间过短化成处理时间过短 延长化成时间延长化成时间 4.JM-65204.JM-6520补充不足补充不足 补充补充JM-6520 JM-6520 5.5.化成液老化化成液老化 更换槽液更换槽液 5.5.材料杂质元素过高或材料杂质过高材料杂质元素过高或材料杂质过高 管控金属杂质在标准范围内管控金属杂质在标准范围内 6.6.脱模剂清洗不充分脱模剂清洗不充分 加强表调和中和，更换易于清洗的脱模剂加强表调和中和，更换易于清洗的脱模剂 电阻高电阻高 1.1.表调不充分表调不充分 将酸点、温度、时间调整至管控范围。将酸点、温度、时间调整至管控范围。2.2.脱模剂清洗不充分脱模剂清洗不充分 加强表调和中和，更换易于清洗的脱模剂加强表调和中和，更换易于清洗的脱模剂 3.3.钝化膜太厚钝化膜太厚 提高提高PHPH值或缩短化成时间值或缩短化成时间 4.4.化成液老化化成液老化 更换槽液更换槽液 问题问题问题问题问题问题原因原因原因原因解决措施解决措施解决措施解决措施外观不均匀外观不均匀 1.1.素材本身原因，如有压铸流痕素材本身原因，如有压铸流痕 改善压铸，增加震动研磨或打磨。改善压铸，增加震动研磨或打磨。2.2.表调不充分，时间过短，或温度、浓度表调不充分，时间过短，或温度、浓度不够。不够。将酸点、温度、时间调整至管控将酸点、温度、时间调整至管控范围范围 3.3.脱模剂清洗不充分脱模剂清洗不充分 加强表调和中和，更换易于清洗加强表调和中和，更换易于清洗的脱模剂的脱模剂 4.4.漂白去灰液碱点不足，或温度时间不够漂白去灰液碱点不足，或温度时间不够 调整至管控范围调整至管控范围 挂灰挂灰 1.1.表调后的超声波水洗效果不佳，导致去表调后的超声波水洗效果不佳，导致去黑灰不干净。黑灰不干净。加强表调后的超声波水洗加强表调后的超声波水洗 2.2.中和碱点不足或温度时间不足中和碱点不足或温度时间不足 补充补充KOHKOH至管控范围，提高温度至管控范围，提高温度和延长时间和延长时间 3.3.化成液化成液PHPH值过高值过高 补充补充JM-6503JM-6503降低降低PHPH值值 4.4.产品处理过多产品处理过多 减少处理量减少处理量 问题问题问题问题问题问题 原因原因原因原因 解决措施解决措施解决措施解决措施 发黑发黑 1.1.表调不充分，时间过短，或表调不充分，时间过短，或温度、浓度不够温度、浓度不够 将酸点、温度、时间调整至管控范围将酸点、温度、时间调整至管控范围 2.2.中和碱点不足或温度时间不中和碱点不足或温度时间不足足 补充补充KOHKOH至管控范围，提高温度和延长时至管控范围，提高温度和延长时间间 3.3.化成液化成液pH pH 过低过低 适当加入适当加入KOHKOH调整至管控范围调整至管控范围 4.4.化成处理的时间过长化成处理的时间过长 缩短化成时间缩短化成时间 产品有腐蚀黑产品有腐蚀黑点点 素材腐蚀氧化素材腐蚀氧化 防止素材氧化，轻微氧化可以适当延长表防止素材氧化，轻微氧化可以适当延长表调时间调时间感谢您的聆听！