钴酸盐转化液及在镁锂合金表面处理中的应用制造技术

本发明专利技术提供的是钴酸盐转化液及在镁锂合金表面处理中的应用。以硝酸钻作主盐，亚硝酸钠和双氧水作双促进剂，醋酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠作辅助添加剂配制成镁锂合金的钴酸盐转化溶液。用本发明专利技术的钴酸盐转化液对镁锂合金进行处理，能在镁锂合金表面形成呈棕色的钴酸盐转化膜。膜层致密均匀、平整、无明显麻点无起皮，与镁锂合金基体结合力良好，膜层厚度适中。本发明专利技术的方法配制成本低，配制步骤少，操作简单，反应条件温和，环保节能，需要控制的条件少而且易于做到，耐蚀性能较之铬酸盐转化膜有很大提高，非常有希望应用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金材料的表面处理液，特别是一种用于镁锂合金的表面处理的 溶液。本专利技术还涉及一种在镁锂合金表面形成无铬转化膜的方法。属于无机金属材料领域。
技术介绍
镁锂合金又称为超轻合金，是迄今为止金属结构材料中最轻的合金。镁锂合金除 了具有一般镁合金的优点外，还具有密度小、塑性高、优良的电磁屏蔽及抗震性等特点，从 而在通讯电子、汽车、航空航天等领域有着广阔的应用前景。但是对于镁锂合金来说，锂的 加入在降低合金密度、提高塑性的同时，也使合金的抗腐蚀性能显著下降，从而严重限制了 镁锂合金的实际应用。目前在众多的镁锂合金抗腐蚀处理方法中最成熟的是铬酸盐转化 膜，它的处理工艺成熟，性能稳定，但不容忽视的是，铬的六价盐是毒性很强的物质，出于对 人体健康及环境保护的考虑，铬酸盐转化膜工艺已经受到越来越多的限制并将最终退出历 史舞台。为保护环境及实现人类的可持续发展，开发出新型镁锂合金无铬转化膜技术，对于 镁锂合金的实际应用具有非常重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在镁锂合金表面形成无铬转化膜的钴酸盐转化 液。本专利技术的目的还在于提供一种用钴酸盐转化液在镁锂合金表面处理中的应用方法。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的钴酸盐转化液是采用如下方法得到的混合液(1)硝酸钴15_20g用蒸馏水充分溶解，形成橙红色的硝酸钴澄清溶液；(2)亚硝酸钠50_60g用蒸馏水充分溶解，得到亚硝酸钠溶液；(3)将亚硝酸钠溶液倒入硝酸钴澄清溶液中充分搅拌，得到硝酸钴与亚硝酸钠混 合溶液；(4)醋酸钠1. 0-1. 5g用蒸馏水充分溶解；(5)柠檬酸钠1. 5-2g用蒸馏水充分溶解；(6)葡萄糖酸钠1. 0-1. 5g用蒸馏水充分溶解；(7)将醋酸钠溶液倒人柠檬酸钠中充分搅拌，形成澄清的醋酸钠与柠檬酸钠混合 溶液；(8)将葡萄糖酸钠倒入步骤醋酸钠与柠檬酸钠混合溶液中充分搅拌，形成澄清的 醋酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液；(9)将醋酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液倒入硝酸钴与亚硝酸钠混合溶液 中，一边倒，一边搅拌，直至形成澄清的橙红色溶液；(10)加蒸馏水稀释到1L，加入l_3g活性炭在65°C搅拌2h静置过滤冷却至室温。本专利技术的钴酸盐转化液在镁锂合金表面处理中的应用方法为(1)将镁锂合金打磨，然后在丙酮中浸泡lOmin，进行除油；(2)将经过除油后的镁锂合金用热水清洗，再用流动水清洗，热风吹干；(3)将经过清洗的镁锂合金进行酸洗，采用的酸洗工艺为酸洗液为草酸10g/L， 时间2min，酸洗后水洗，热风吹干；(4)将经过酸洗后的镁锂合金进行活化，采用的活化工艺为活化液为氟化氢铵 90g/L、磷酸160g/L，时间2min，活化后水洗，热风吹干；(5)将经过活化的镁锂合金放入钴酸盐转化液中进行转化处理； 所述的钴酸盐转化液是采用如下方法得到的混合液，1)硝酸钴15_20g用蒸馏水充分溶解，形成橙红色的硝酸钴澄清溶液；2)亚硝酸钠50_60g用蒸馏水充分溶解，得到亚硝酸钠溶液；3)将亚硝酸钠溶液倒入硝酸钴澄清溶液中充分搅拌，得到硝酸钴与亚硝酸钠混合 溶液；4)醋酸钠1. 0-1. 5g用蒸馏水充分溶解；5)柠檬酸钠1. 5-2g用蒸馏水充分溶解；6)葡萄糖酸钠1. 0-1. 5g用蒸馏水充分溶解；7)将醋酸钠溶液倒人柠檬酸钠中充分搅拌，形成澄清的醋酸钠与柠檬酸钠混合溶 液；8)将葡萄糖酸钠倒入步骤醋酸钠与柠檬酸钠混合溶液中充分搅拌，形成澄清的醋 酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液；9)将醋酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液倒入硝酸钴与亚硝酸钠混合溶液 中，一边倒，一边搅拌，直至形成澄清的橙红色溶液；10)加蒸馏水稀释到1L，加入l_3g活性炭在65°C搅拌2h静置过滤冷却至室温；所述的转化处理的方法为1)将钴酸盐转化液缓慢升温至50°C，并且用稀氢氧化钠调节pH至6. 7士0. 2 ；2)加入双氧水，双氧水的加入方法为转化开始前按每升钴酸盐转化液加入IOml 双氧水，之后的转化过程中每3min按每升钴酸盐转化液加入IOml双氧水；3)将经过前处理的镁锂合金放入该钴酸盐转化液中进行转化，此过程中要将镁锂 合金不停地抖动，转化时间为15min ；4)将镁锂合金从钴酸盐转化液中取出，水洗干净，热风吹干。本专利技术能在镁锂合金的表面形成无铬化学转化膜——钴酸盐转化膜，这种转化膜 能够大幅度提高镁锂合金基体的耐蚀性及其他性能。钴酸盐转化膜采用六水合硝酸钴作主 盐，亚硝酸钠和双氧水作为双成膜促进剂，醋酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠作辅助添加剂配 制而成。通过该专利技术制备得到的钴酸盐转化膜呈棕色，膜层致密均勻、平整、无明显麻点无 起皮，与镁锂合金基体结合力良好，膜层厚度适中，厚度约为20 μ m。镁锂合金的钴酸盐转化 膜由致密层和疏松层两层结构组成，与基体紧密结合的为致密层，致密层上面的为疏松层。 致密层含钴96. 51 %，疏松层含钴57. 92 %，钴酸盐转化膜的平均钴含量60. 96 %。通过与 铬酸盐转化膜的极化曲线和交流阻抗对比分析，说明钴酸盐转化膜的耐蚀性能远好于铬酸 盐，钴酸盐转化膜的自腐蚀电位为-0. 9598V，较之铬酸盐转化膜的自腐蚀电位(-1. 5392V) 提高近600mV，自腐蚀电流密度为9. 584X IO^7A · cm_2，较铬酸盐转化膜自腐蚀电流密度 (3. 577X ICT5A · cm"2)下降了两个数量级，较之基体自腐蚀电位(_1. 6402V)提高近700mV，较之基体自腐蚀电流密度(1. 776X IO-3A · cm-2)下降了四个数量级。本专利技术的方法配制成本低，配制步骤少，操作简单，反应条件温和，环保节能，需要 控制的条件少而且易于做到，耐蚀性能较之铬酸盐转化膜有很大提高，非常有希望应用于 大规模生产。本专利技术比其它方法工艺简单，易于控制，成本低廉，对镁锂合金基体腐蚀程度小，膜层薄厚适中，致密完整，对基体的覆盖度高，膜层上的裂纹细而浅，宏观表面呈现棕色，表 面未见麻点，手摸不掉色，不掉灰。膜层在3. 5%氯化钠溶液中的极化曲线出现明显的较长 的钝化现象，腐蚀电流与基体相比降低4个数量级，与传统的铬酸盐转化膜相比降低2个数 量级，可耐中性盐雾试验172h。附图说明图1为镁锂合金的钴酸盐转化膜的SEM图，其中A)为疏松层；B)致密层。图2为镁锂合金的钴酸盐转化膜断面的SEM图，其中A)镁锂合金基体；B)钴酸盐 转化膜；C)金相镶嵌粉。图3为镁锂合金基体、铬酸盐转化膜、钴酸盐转化膜在3. 5%氯化钠溶液中的极化 曲线。图4的表1为图1钴酸盐转化膜疏松层A点处的能谱分析结果。图5的表2为图1致密层B点处的能谱分析结果。图6的表3为钴酸盐转化膜整体的能谱分析结果。具体实施例方式下面举例对本专利技术做更详细地描述本专利技术的钴酸盐转化液是采用如下方法得到的混合液(1)硝酸钴20g用蒸馏水充分溶解，形成橙红色的硝酸钴澄清溶液；(2)亚硝酸钠60g用蒸馏水充分溶解，得到亚硝酸钠溶液；(3)将亚硝酸钠溶液倒入硝酸钴澄清溶液中充分搅拌，得到硝酸钴与亚硝酸钠混 合溶液；(4)醋酸钠1. 5g用蒸馏水充分溶解；(5)柠檬酸钠2g用蒸馏水充分溶解；(6)葡萄糖酸钠1. 5g用蒸馏水充分溶解；(7)将醋酸钠溶液倒人柠檬酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴酸盐转化液，其特征是是采用如下方法得到的混合液：　　（１）硝酸钴１５－２０ｇ用蒸馏水充分溶解，形成橙红色的硝酸钴澄清溶液；　　（２）亚硝酸钠５０－６０ｇ用蒸馏水充分溶解，得到亚硝酸钠溶液；　　（３）将亚硝酸钠溶液倒入硝酸钴澄清溶液中充分搅拌，得到硝酸钴与亚硝酸钠混合溶液；　　（４）醋酸钠１．０－１．５ｇ用蒸馏水充分溶解；　　（５）柠檬酸钠１．５－２ｇ用蒸馏水充分溶解；　　（６）葡萄糖酸钠１．０－１．５ｇ用蒸馏水充分溶解；　　（７）将醋酸钠溶液倒人柠檬酸钠中充分搅拌，形成澄清的醋酸钠与柠檬酸钠混合溶液；　　（８）将葡萄糖酸钠倒入步骤醋酸钠与柠檬酸钠混合溶液中充分搅拌，形成澄清的醋酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液；　　（９）将醋酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合溶液倒入硝酸钴与亚硝酸钠混合溶液中，一边倒，一边搅拌，直至形成澄清的橙红色溶液；　　（１０）加蒸馏水稀释到１Ｌ，加入１－３ｇ活性炭在６５℃搅拌２ｈ静置过滤冷却至室温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓梅，王耀绪，钊新维，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]