本申請(qǐng)涉及金屬表面處理，尤其涉及一種鎂合金皮膜劑及制備方法、鎂合金表面處理方法和鎂合金產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著輕量化需求的日益增長(zhǎng)，鎂合金在航空航天、汽車(chē)制造及電子通訊等領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。然而，其固有的活潑化學(xué)性質(zhì)導(dǎo)致易腐蝕問(wèn)題突出，傳統(tǒng)含鉻或磷酸鹽皮膜工藝雖能提供一定防護(hù)效果，但存在環(huán)境污染嚴(yán)重、成本高昂等弊端。因此，開(kāi)發(fā)一種高效、環(huán)保且多功能集成的鎂合金表面處理技術(shù)成為迫切需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鎂合金皮膜劑及制備方法、鎂合金表面處理方法和鎂合金產(chǎn)品，能夠提供一種完全無(wú)磷且無(wú)重金屬的環(huán)保型皮膜劑，該制備方法包括：氟鈦酸銨((nh4)2tif6)30～80g/l、鉬酸鈉(na2moo4)10～30g/l、植物單寧酸5～15g/l、l～抗壞血酸3～10g/l、稀土硝酸鈰(ce(no3)3)1～5g/l、石墨烯量子點(diǎn)(粒徑≤10nm)0.1～1g/l、氨基磺酸(h3nso3)5～20g/l和去離子水余量。

2、在一個(gè)實(shí)施例中，緩蝕劑進(jìn)一步包含生物基緩蝕劑，包括殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球0.5～3g/l，用于在膜層破損時(shí)釋放緩蝕因子，殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球的粒徑50～200nm。

3、在一個(gè)實(shí)施例中，主成膜劑中還包括光催化材料，光催化材料包括二氧化鈦納米管0.5～5g/l，用于在紫外線(xiàn)照射下分解表面污染物。

4、此外，還提供一種鎂合金皮膜劑的制備方法，鎂合金皮膜劑采用上述鎂合金皮膜劑，制備方法包括以下步驟：

5、將氟鈦酸銨與鉬酸鈉溶于去離子水中，超聲分散10～30分鐘；

6、依次加入植物單寧酸、l-抗壞血酸及氨基磺酸，恒溫?cái)嚢柚镣耆芙?，溫度?0±5℃，轉(zhuǎn)速為500rpm；

7、加入稀土硝酸鈰和石墨烯量子點(diǎn)，通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)處理，形成穩(wěn)定分散液，高壓均質(zhì)機(jī)處的壓力100～200mpa；

8、調(diào)節(jié)ph至2.5～3.5，即得成品。

9、在一個(gè)實(shí)施例中，石墨烯量子點(diǎn)表面修飾有羧基和氨基官能團(tuán)，用于提升與鎂合金基體的結(jié)合力。

10、此外，還提供一種鎂合金表面處理方法，采用上述鎂合金皮膜劑，鎂合金表面處理方法包括：

11、將鎂合金工件經(jīng)等離子體活化后，浸入皮膜劑中，等離子體為氬氣氛圍、功率200w且時(shí)間5～10分鐘；

12、在脈沖電場(chǎng)輔助下，于35～45℃處理60～180秒，脈沖電場(chǎng)滿(mǎn)足：電壓10～30v，頻率50hz；

13、將工件在紫外光下固化10～30分鐘，形成復(fù)合膜層，紫外光滿(mǎn)足：波長(zhǎng)365nm，輻照強(qiáng)度50mw/cm2。

14、在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖電場(chǎng)的方向與鎂合金表面呈45°～90°夾角，以定向調(diào)控膜層微觀(guān)結(jié)構(gòu)。

15、此外，還提供一種鎂合金產(chǎn)品，采用上述鎂合金表面處理方法得到，鎂合金產(chǎn)品的表面膜層厚度為1～5μm，表面膜層由內(nèi)層致密氟鈦酸鹽層與外層多孔鉬酸鈰復(fù)合層構(gòu)成，且摩擦系數(shù)≤0.15。

16、在一個(gè)實(shí)施例中，表面膜層包含稀土硝酸鈰與殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球的協(xié)同緩蝕組分。

17、在一個(gè)實(shí)施例中，表面膜層的多孔鉬酸鈰復(fù)合層中分布有石墨烯量子點(diǎn)，且石墨烯量子點(diǎn)表面修飾有羧基和氨基官能團(tuán)。

技術(shù)特征：

1.一種鎂合金皮膜劑，其特征在于，包括：氟鈦酸銨((nh4)2tif6)30～80g/l、鉬酸鈉(na2moo4)10～30g/l、植物單寧酸5～15g/l、l～抗壞血酸3～10g/l、稀土硝酸鈰(ce(no3)3)1～5g/l、石墨烯量子點(diǎn)(粒徑≤10nm)0.1～1g/l、氨基磺酸(h3nso3)5～20g/l和去離子水余量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金皮膜劑，其特征在于，所述緩蝕劑進(jìn)一步包含生物基緩蝕劑，包括殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球0.5～3g/l，用于在膜層破損時(shí)釋放緩蝕因子，所述殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球的粒徑50～200nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金皮膜劑，其特征在于，所述主成膜劑中還包括光催化材料，所述光催化材料包括二氧化鈦納米管0.5～5g/l，用于在紫外線(xiàn)照射下分解表面污染物。

4.一種鎂合金皮膜劑的制備方法，其特征在于，所述鎂合金皮膜劑采用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鎂合金皮膜劑，所述制備方法包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金皮膜劑，其特征在于，所述石墨烯量子點(diǎn)表面修飾有羧基和氨基官能團(tuán)，用于提升與鎂合金基體的結(jié)合力。

6.一種鎂合金表面處理方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鎂合金皮膜劑，所述鎂合金表面處理方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金表面處理方法，其特征在于，所述脈沖電場(chǎng)的方向與鎂合金表面呈45°～90°夾角，以定向調(diào)控膜層微觀(guān)結(jié)構(gòu)。

8.一種鎂合金產(chǎn)品，其特征在于，采用權(quán)利要求6所述的鎂合金表面處理方法得到，所述鎂合金產(chǎn)品的表面膜層厚度為1～5μm，所述表面膜層由內(nèi)層致密氟鈦酸鹽層與外層多孔鉬酸鈰復(fù)合層構(gòu)成，且摩擦系數(shù)≤0.15。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎂合金產(chǎn)品，所述表面膜層包含稀土硝酸鈰與殼聚糖-聚多巴胺復(fù)合微球的協(xié)同緩蝕組分。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎂合金產(chǎn)品，其特征在于，所述表面膜層的多孔鉬酸鈰復(fù)合層中分布有石墨烯量子點(diǎn)，且所述石墨烯量子點(diǎn)表面修飾有羧基和氨基官能團(tuán)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁╂V合金皮膜劑及制備方法、鎂合金表面處理方法和鎂合金產(chǎn)品，該鎂合金皮膜劑包括：氟鈦酸銨((NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;TiF<subgt;6</subgt;)30～80g/L、鉬酸鈉(Na<subgt;2</subgt;MoO<subgt;4</subgt;)10～30g/L、植物單寧酸5～15g/L、L～抗壞血酸3～10g/L、稀土硝酸鈰(Ce(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;)1～5g/L、石墨烯量子點(diǎn)(粒徑≤10nm)0.1～1g/L、氨基磺酸(H<subgt;3</subgt;NSO<subgt;3</subgt;)5～20g/L和去離子水余量，本申請(qǐng)技術(shù)方案，首先具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)，其完全摒棄傳統(tǒng)磷酸鹽、鉻酸鹽等有害成分，符合ROHS、REACH等國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，植物單寧酸(天然多酚)和L?抗壞血酸(維生素C衍生物)替代傳統(tǒng)石油基絡(luò)合劑，降低環(huán)境毒性，氨基磺酸調(diào)節(jié)的酸性體系僅需中和后絮凝沉淀，處理成本較含磷廢水降低60％以上；上述鎂合金皮膜劑還能夠形成雙相膜層結(jié)構(gòu)，中性鹽霧測(cè)試≥72小時(shí)((通?！?4小時(shí))，膜層完整性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)磷化工藝。

技術(shù)研發(fā)人員：祝超,張春夏,陳保輝,李香芝,姚曉慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：惠州市豪龍新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/19