System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法技术_技高网
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一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法技术

技术编号:42984717 阅读:1 留言:0更新日期:2024-10-15 13:18
本发明专利技术属于表面处理领域,提供了一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,包括以下步骤:步骤一:除油,将镁合金基体用无水乙醇室温超声清洗5 min ‑15 min;步骤二:喷砂,采用物理方式去除镁合金表面自然形成的氧化膜;步骤三:清洗,喷砂后采用无水乙醇进行超声清洗,清洗时间为5 min ‑15 min;步骤四:酸洗,采用酸液对镁合金表面进行酸洗;步骤五:活化,酸洗后的镁合金基体进行活化处理;步骤六:浸锌,通过化学置换反应在镁合金表面原位形成金属锌层;步骤七:电沉积铝锰镀层,在镁合金表面电沉积铝锰镀层,电镀液由无水氯化锰和室温离子液体配制而成;步骤八:钝化,采用铬酸盐钝化剂对铝锰镀层进行钝化处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面处理、金属防腐领域,具体是一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法


技术介绍

1、镁合金作为最轻的金属结构材料,在航空航天、武器装备等诸多领域的轻量化需求方面应用潜力巨大。然而,镁合金因耐蚀性能差极大地限制了其在航天等领域的广泛应用。在镁合金表面电沉积制备金属镀层被认为是提高镁合金耐蚀性最有效的方法之一。

2、目前工业上发展相对比较成熟的两种工艺流程分别为“脱脂-酸洗-活化-浸锌-氰化预镀cu-其他电镀”和“脱脂-酸洗-活化-浸锌-化学预镀ni-其他电镀”。前者涉及剧毒的氰化物,逐渐被限制使用;后者中的化学镍溶液是热力学不稳定体系,使用周期短,生产成本高且镀层孔隙率高。现有镀层体系很难满足工程上192 h中性盐雾的耐蚀需求。因此,亟须开发出致密、耐蚀的新型镀层体系。

3、金属al及其合金镀层材料耐蚀性能优异,且电极电位与镁合金更相近,非常适用于镁合金的耐蚀防护。但金属al的还原电位比氢正,无法从水溶液中电沉积制备。离子液体不含水,电化学窗口宽且电导率高,是电沉积金属al及其合金的新型理想介质,并且,无水无氧的离子液体中电沉积更易获得致密的高质量镀层。已有研究表明,铝锰合金镀层具有超耐蚀性能,对钕铁硼(ndfeb)基体的耐蚀防护可以达到1000 h中性盐雾无腐蚀。

4、另外,cn 101781785a专利公开了一种镁合金表面电沉积高耐蚀铝锰合金的方法,但该工作报道的铝锰合金镀层是通过在接近200℃的无机熔融盐镀液中电沉积制备。因此,铝锰合金镀层在镁合金耐蚀防护方面具有巨大的应用潜力,但关于在室温离子液体中实现镁合金表面电沉积铝锰合金镀层及其耐蚀性能的研究仍未见报道。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本专利技术提供了一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,包括以下步骤:

2、步骤一:除油

3、将镁合金基体用无水乙醇室温超声清洗5 min -15 min;

4、步骤二:喷砂

5、采用物理方式去除镁合金表面自然形成的氧化膜;

6、步骤三:清洗

7、喷砂后采用无水乙醇进行超声清洗,清洗时间为5 min -15 min;

8、步骤四:酸洗

9、采用酸液对镁合金表面进行酸洗;

10、步骤五:活化

11、酸洗后的镁合金基体进行活化处理;

12、步骤六:浸锌

13、通过化学置换反应在镁合金表面原位形成金属锌层;

14、步骤七:电沉积铝锰镀层

15、在镁合金表面电沉积铝锰镀层,电镀液由无水氯化锰和室温离子液体配制而成;

16、步骤八:钝化

17、采用铬酸盐钝化剂对铝锰镀层进行钝化处理。

18、进一步的,步骤二中物理方式包括砂纸打磨和喷砂;砂纸打磨目数为400目-5000目;喷砂采用白刚玉砂,喷砂压力0.1 mpa -0.5 mpa,喷砂时间5 min -30 min。

19、进一步的,步骤四中酸洗采用的酸液包括铬酸、磷酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、柠檬酸或其组合。

20、进一步的,所述酸液的浓度为5 g/l -100 g/l,酸洗时间为1 min-10 min,温度为室温。

21、进一步的,步骤五中采用的活化液包括氢氟酸、磷酸、氟化氢铵、氟化钾、焦磷酸钾、氟化钠、焦磷酸钠、碳酸钠或其组合。

22、进一步的,所述活化液的浓度为10 g/l-500 g/l,活化处理时间为1 min-5 min。

23、进一步的,步骤六中采用的浸锌溶液由znso47h2o、k4p2o7、na2co3和naf溶液组成;浸锌温度为40℃-80℃,浸锌时间为2 min-10min。

24、进一步的,步骤七中所述离子液体由无水氯化铝和吡啶类离子液体或咪唑类离子液体配制而成,无水氯化铝和吡唑类离子液体或咪唑类离子液体的摩尔比在2:1-1:1之间,无水氯化锰的浓度为0.01 mol/l -0.2 mol/l。

25、进一步的,所述吡啶类离子液体包括n-乙基吡啶氯盐、n-乙基吡啶溴盐、n-乙基吡啶四氟硼酸盐、n-乙基吡啶三氟甲烷磺酸盐和/或n-乙基吡啶硫酸氢盐;所述咪唑类离子液体包括1-甲基咪唑氯盐、1-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基咪唑氯盐、1-乙基咪唑对甲苯磺酸盐、1-丁基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和/或1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐;镀液温度为20℃-50℃,电流密度为5 ma/cm2-100ma/cm2,电沉积时间为30 min-240 min,搅拌方式为气体搅拌。

26、进一步的,步骤八中钝化参数:ph1.1-1.8,温度20-40℃,时间15s-3min。钝化膜烘干温度50-80℃。

27、本专利技术的方法制备的镁合金电沉积高耐蚀铝锰合金镀层胞状结构且平整致密,表面形貌和截面形貌均不存在镀层缺陷,镀层厚度约10 μm,镀层与镁合金基体的界面结合力强,对镁合金超强的耐蚀防护性能。

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【技术保护点】

1.一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤二中物理方式包括砂纸打磨和喷砂;砂纸打磨目数为400目-5000目;喷砂采用白刚玉砂,喷砂压力0.1 MPa -0.5 MPa,喷砂时间5 min -30 min。

3.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤四中酸洗采用的酸液包括铬酸、磷酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、柠檬酸或其组合。

4.如权利要求3所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:所述酸液的浓度为5 g/L -100 g/L,酸洗时间为1 min-10 min,温度为室温。

5.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤五中采用的活化液包括氢氟酸、磷酸、氟化氢铵、氟化钾、焦磷酸钾、氟化钠、焦磷酸钠、碳酸钠或其组合。

6.如权利要求5所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:所述活化液的浓度为10 g/L-500 g/L,活化处理时间为1 min-5 min。

7.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤六中采用的浸锌溶液由ZnSO47H2O、K4P2O7、Na2CO3和NaF溶液组成;浸锌温度为40℃-80℃,浸锌时间为2 min-10min。

8.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤七中所述离子液体由无水氯化铝和吡啶类离子液体或咪唑类离子液体配制而成,无水氯化铝和吡唑类离子液体或咪唑类离子液体的摩尔比在2:1-1:1之间,无水氯化锰的浓度为0.01 mol/L -0.2 mol/L。

9.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:所述吡啶类离子液体包括N-乙基吡啶氯盐、N-乙基吡啶溴盐、N-乙基吡啶四氟硼酸盐、N-乙基吡啶三氟甲烷磺酸盐和/或N-乙基吡啶硫酸氢盐;所述咪唑类离子液体包括1-甲基咪唑氯盐、1-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基咪唑氯盐、1-乙基咪唑对甲苯磺酸盐、1-丁基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和/或1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐;镀液温度为20℃-50℃,电流密度为5 mA/cm2-100 mA/cm2,电沉积时间为30 min-240 min,搅拌方式为气体搅拌。

10.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤八中钝化参数:pH1.1-1.8,温度20-40℃,时间15s-3min。钝化膜烘干温度50-80℃。

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【技术特征摘要】

1.一种镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤二中物理方式包括砂纸打磨和喷砂;砂纸打磨目数为400目-5000目;喷砂采用白刚玉砂,喷砂压力0.1 mpa -0.5 mpa,喷砂时间5 min -30 min。

3.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤四中酸洗采用的酸液包括铬酸、磷酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、柠檬酸或其组合。

4.如权利要求3所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:所述酸液的浓度为5 g/l -100 g/l,酸洗时间为1 min-10 min,温度为室温。

5.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤五中采用的活化液包括氢氟酸、磷酸、氟化氢铵、氟化钾、焦磷酸钾、氟化钠、焦磷酸钠、碳酸钠或其组合。

6.如权利要求5所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:所述活化液的浓度为10 g/l-500 g/l,活化处理时间为1 min-5 min。

7.如权利要求1所述的镁合金离子液体电沉积高耐蚀铝锰合金镀层的方法,其特征在于:步骤六中采用的浸锌溶液由znso47h2o、k4...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宏涛徐夺花范国华
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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