镁合金无铬钝化液

[原料配比]

[制备方法]

    将各组分溶于水，混合均匀即可。

原料介绍

    所述稀土盐可为铈、镨、钕的氯盐、硝酸盐或硫酸盐以及复盐；氧化剂为高锰酸钾；辅助氧化剂为双氧水、硝酸盐、过硫酸盐、高氯酸盐；成膜促进剂为锆盐、钒盐、锶盐，含氯化物、氟化物、硝酸盐；pH缓冲调节剂为硼酸、氨基乙酸—盐酸等；缓蚀剂为吡啶、硫脲及衍生物、单宁酸、植酸及其盐化合物；润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚（OP—10）或其混合物。

    一般情况下，铈、镨、钕等稀土盐作为成膜的主盐。当钝化液中稀土盐浓度增大，转化膜的成膜速度会提高，导致转化膜增重加大，耐腐蚀性能加大；另一方面，稀土盐浓度太大将导致成膜速度过快，影响转化膜的成膜质量，致密度下降。因此很容易脱落，造成转化膜耐腐蚀性能与膜增重的下降。因此稀土盐浓度在4～18g/L。

    KMnO₄作为氧化剂，其用量越大，反应成膜的速度越快，但是氧化剂KMnO₄浓度太高不利于转化膜耐腐蚀性能的提高与转化膜增重的加大，原因可能在于KM—nO₄氧化性太强，很容易造成成膜速度太快引起转化膜疏松容易脱落，而且KMnO₄太高还会产生其他副反应。KMnO₄浓度控制在0.5～3g／L为宜。

（NH₄）₂S₂O₈等作为辅助氧化剂，可提高转化膜生成速度。其对转化膜耐腐蚀性能与膜增重的提高存在最佳的浓度范围。浓度太低，成膜速度太慢，转化膜增重小导致膜比较薄，耐腐蚀性能不够；浓度太高，成膜速度太快，转化膜增重很快导致成膜疏松引起脱落，因而在一定浓度范围后会引起耐腐蚀性能的下降。辅助氧化剂的浓度范围在0.1～1g／L为宜。

    采用锆盐、钒盐、锶盐作为促进剂，将优先在镁合金表面沉积，从而成核生长，促进转化膜中MgO、CeO₂、MnO₂的沉积与生长。

    溶液pH值会影响转化膜的成膜速度与成膜质量。溶液pH高时，有利于氢氧化物沉淀的生成，转化膜成膜速度快，但是pH值太高将造成转化膜生成速度太快，转化膜疏松易脱落，引起耐腐蚀性能下降，因此pH值最佳范围为2～4.5。为控制pH稳定性，溶液含有硼酸或者氨基乙酸—盐酸组成的pH缓冲调节剂。当pH值偏移太大的时候，滴加硝酸或者氢氧化钠，用pH计测量，使得pH值恢复到2～4.5之间。

    为了防止镁合金在成膜过程的过度腐蚀，影响成膜均匀性以及处理液中Mg2＋过多产生沉淀，添加吡啶、硫脲及衍生物、单宁酸、植酸及其盐化合物作为缓蚀剂，一方面吸附在镁合金表面防止溶解过快，另一方面会和Mg2＋生成配合物，从而提高溶液稳定性。

    在钝化液中加入少量的润湿剂，可以降低溶液的表面张力，在成膜机制上影响转化膜的动力学成长过程，使其在成膜反应中更容易吸附到镁合金的表面，提高转化膜在镁合金表面的沉积能力与附着力，还可使表面平整，转化膜的厚度增加。

[产品应用]
    本品可广泛用于镁合金型材、镁合金铸件以及镁合金制品的表面处理。使用方法如下：

（1）将镁合金打磨至表面光滑平整；

（2）将镁合金表面做预处理，其工艺流程为：除油一水漂洗一酸浸蚀一水漂洗一碱活化一水漂洗一自然晾干；

（3）使用钝化液进行转化处理，温度为室温，pH值为2～4.5，镁合金化学转化处理时间为1～5min；反应完成后，即在镁合金表面形成由氧化镁、稀土氧化物（氧化铈等）、二氧化锰组成的复合氧化膜。

（4）用水冲洗镁合金工件，自然晾干，即可。

[产品特性]
    本品选用稀土盐，如铈盐等作为主要成膜成分，引入氧化剂与成膜促进剂提高成膜效率，可以在室温或低温下几分钟时间内快速成膜；引入缓蚀剂、pH缓冲调节剂以及润湿剂提高成膜质量与溶液稳定性。该钝化液制备的复合稀土—锰氧化膜耐腐蚀性能优良，与涂料的附着性良好，膜层均匀、色泽金黄，而且制备过程中生成速度快，室温下使用降低能耗，生产效率高，溶液稳定可长期使用，对镁合金基材疲劳性能影响小，不含六价铬，对环境污染少，能够代替逐渐禁止使用的铬酸盐处理工艺。

本文转载自《金属表面处理剂配方与制备手册》编著    李东光
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