一种镁合金无铬无氟磷化溶液及磷化方法

镁合金被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”，其密度小(1.8g/cm3左右)，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，在航空领域、电子通讯领域、汽车领域等的应用越来越广泛。但是由于镁的化学性质活泼，电极电位很低(-2.34KV)，致使镁合金的耐蚀性差，严重阻碍了它的推广和应用。提高镁合金的耐蚀性，可以从控制合金杂质的含量、开发新的耐蚀合金、表面改性及表面涂层等方法入手，而对于大规模工业生产，采用耐蚀保护膜和涂装防护处理，是最为经济易行的方法。

       目前，制备镁合金耐蚀保护膜常采用铬酸盐处理，如著名的DOW7工艺采用铬酸钠和氟化镁，制备了具有一定耐蚀性的防护膜。但是这种工艺生成的六价铬毒性大，严重危险环境和人类的健康。

       而在无铬磷化工中，存在的主要问题有：磷化处理技术中含有大量的镍、铅、亚硝酸盐、氟等重金属及致癌物质，已经不符合国家对涂装行业的环保要求；磷化配方中成分较多(4种以上)，影响因素复杂，与铬酸盐处理相比，膜层的耐蚀性较差，不含氟化物的耐蚀性更差。公开号为CN101096761A的中国专利提到了镁合金表面磷化溶液配方，含有锰、锌、氟等物质，用的是高锰酸钾和磷酸二氢锌，但是含氟化物耐蚀性也不高；公开号为CN1598055A的中国专利提到了镁合金磷化溶液配方，其中含有腐蚀抑制剂氟化钠，氟化物的存在容易产生有害物质污染环境。文献“AZ31镁合金磷化工艺研究”(高焕方等，表面技术，2008，37(4)：37-39)在镁合金AZ31表面制备了耐蚀膜层，但磷化配方中除了含有镍、氟、亚硝酸盐物质外，成分较多(9种成分)，而且膜层的耐蚀性较铬酸盐处理差。

    针对以上问题，山东省科学院新材料研究所崔学军，王修春，卢俊峰等研究了一种镁合金无铬无氟磷化溶液及磷化方法，所述的镁合金无铬无氟磷化溶液每升中含有磷酸二氢盐1～50克、硝酸盐0～30克、添加剂0.1～5克；将经过处理的镁合金工件浸渍静置于用磷酸和氨水调制pH值为2.0～5.0的上述磷化溶液中30～100℃下进行磷化处理1～60分钟即得磷化膜。采用本发明的磷化溶液及工艺对镁合金进行磷化处理，在镁合金表面可获得耐蚀性能好、细致均匀的磷酸盐转化膜，而且该磷化膜能有效提高后续涂装涂层的附着力和防护性能。本发明镁合金表面磷化溶液成分少，配制简单；该磷化溶液的磷化方法易于控制，工艺稳定，成本低，沉渣较少。