专题-镁合金的表面处理资料课件.ppt
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- 专题 镁合金 表面 处理 资料 课件
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1、1镁合金的表面处理2镁合金表面处理及其功能镁合金表面处理及其功能 镁合金零件常见之表面处理大致可分为油与蜡之外表被覆化学处理法阳极氧化法喷漆法电镀法气体/电浆氮化法雷射合金化而一般机械方法如抛光擦光滚桶研磨及震动磨蚀法亦可使用表面处理方法使用选择所需考虑之因素:1.表面处理是否仅装饰或美观用途 2.镁合金零件是否具备某种程度之保护特性或机械效益只强化。3.上述功能皆须满足 若镁合金零件之应用仅须面对风化间歇性之润湿而不需有豪华美丽外观则不需做任何表面处理但有些表面处理具较复杂程度之涂装可在长期严苛环境下保护零件。3 表面处理之应用亦须考虑到整体经济成本效益要选择最佳条件之表面处理必须了解镁零件
2、所处之环境条件急镁零件表面处理之耐腐蚀行为及机械特性。镁金属表面处理最佳条件之决定因素包括可容忍之腐蚀程度及操作环境之严苛程度。压铸镁合金于汽车零组件应用对严苛之盐雾暴露及未做化学处理或被覆之电解腐蚀抑止效果皆优于碳钢及压铸380铝材。而于油腊被覆化学处理及喷涂电镀技朮亦皆可满足装饰及保护需求。4镁合金表面处理及其功能 镁合金表面可用化学法或电化学法做表面处理这些被覆物可取代天然之氢氧化物(Mg(OH)2)或碳酸盐(MgCO3)被覆物且具更佳之耐蚀性。这些表面处理对有机被覆物具更佳之兼容性也可单独使用以抗拒一般性之暴露。化成处理后可应用有机被覆物做许多结构性之应用优势喷涂前需做树脂封孔。所有镁
3、合金表面处理中铬酸盐被覆物可能最常被使用除具中等程度之保护外也可作喷漆底材提供化学或机械之附着力。铬酸盐被覆物之抑制作用亦可提供永久性之附着性当工件暴露在冷凝湿气中时阻止碱性或氧化膜之形成。铬酸盐底材对重工业及海洋环境严苛暴露腐蚀亦具效益。5 镁合金之阳极氧化与其它金属阳极氧化步骤流程大致类似去污活化阳极氧化。碱性与酸性阳极氧化皆可行。但镁之阳极氧化不具着色效益须阳极氧化配合有色之喷漆涂装。碱性阳极氧化须做后处理以提升喷漆之附着力它比酸性阳极氧化更质硬及耐磨耗。酸性阳极氧化较具弹性不易淬裂及剥落对严苛环境为及佳之喷漆底材。6镁合金表面处理及其功能下表显示镁合金表面处理之功能与目的下表显示镁合金
4、表面处理之功能与目的目的目的/效应效应功能功能表面处理表面处理清洗清洗1 1 改善表面改善表面2 2 防止污染防止污染3 3 焊接前之预处理焊接前之预处理4 4 后续加工处理前之预处理后续加工处理前之预处理1 1 溶剂或碱液脱脂溶剂或碱液脱脂2 2 酸洗酸洗3 3 冲蚀冲蚀(化学化学动力动力干式干式)4 4 机械抛光机械抛光美观美观着色光泽着色光泽1 1 阳极处理染色阳极处理染色2 2 喷漆喷漆3 3 化成处理化成处理4 4 电镀电镀改善化学特性改善化学特性1 1 保持外观保持外观2 2 防止劣化防止劣化3 3 防止污染防止污染1 1 阳极处理阳极处理2 2 喷漆喷漆3 3 化成处理化成处理改
5、善物理特性改善物理特性1 1 改善硬度与耐磨耗性改善硬度与耐磨耗性2 2 电力绝缘与传导电力绝缘与传导3 3 热排斥与吸附热排斥与吸附4 4 润滑润滑1 1 阳极处理阳极处理/电镀电镀2 2 阳极处理阳极处理/电镀电镀3 3 阳极处理阳极处理/化成处理化成处理4 4 阳极处理及润滑阳极处理及润滑7镁合金之表面预处理镁合金之表面预处理 镁合金之表面预处理与其它金属处理一样重要镁合金之表面预处理与其它金属处理一样重要因为因为它会影响到随后之被覆制程于镁零件之制造过程中它会影响到随后之被覆制程于镁零件之制造过程中一些一些污染物如油脂污染物如油脂氧化物或骯脏异物皆可能存在氧化物或骯脏异物皆可能存在此外
6、化学此外化学处理后之残留杂质亦必须去除。一般镁合金零件之清洗制处理后之残留杂质亦必须去除。一般镁合金零件之清洗制程可分为四种类别程可分为四种类别即机械清洗即机械清洗溶剂清洗溶剂清洗碱液清洗及碱液清洗及酸洗酸洗其中溶剂清洗其中溶剂清洗碱液清洗及酸洗亦被归类为化学清碱液清洗及酸洗亦被归类为化学清洗。这些方法可单独使用洗。这些方法可单独使用亦可以组合使用亦可以组合使用视工作状况视工作状况而定而定下表为镁合金使用之清洗制程说明下表为镁合金使用之清洗制程说明8清洗类别清洗类别应用方法应用方法应用应用机械清洗机械清洗钢刷钢刷砂磨砂磨喷沙喷沙滚滚桶研磨桶研磨快速去除重型氧化物被覆层及污染物快速去除重型氧化物
7、被覆层及污染物之方法之方法喷沙珠击后应使用酸洗喷沙珠击后应使用酸洗溶剂清洗溶剂清洗清洗清洗蒸气脱脂蒸气脱脂乳化乳化浸渍清洗浸渍清洗碱液清洗前去除过量油质碱液清洗前去除过量油质喷漆涂层喷漆涂层前之预清洗前之预清洗碱液清洗碱液清洗热浸渍热浸渍电解清洗电解清洗镁合金化学处理前最有效之脱脂法。镁合金化学处理前最有效之脱脂法。可去除旧有之化学表面物可去除旧有之化学表面物酸酸 洗洗浸渍法浸渍法数种酸洗法皆适用于镁零件。数种酸洗法皆适用于镁零件。9镁合金之机械清洗法(镁合金之机械清洗法(7种技术)种技术)镁合金之机械清洗法包括研磨粗抛光干式及湿式磨蚀喷击清洗钢刷清洗湿式桶槽清洗及振动表面处理。1.研磨及粗抛
8、光带式研磨可用于去除压铸件毛边表面缺陷或刮痕等无表面污染物存在之危险性亦不需特殊磨料。2.干式磨蚀喷击清洗喷砂为镁合金最常使用之干式磨蚀喷击清洗法许多压铸厂使用25或35AFS细粒之隧石细砂也可利用小钢珠喷击。于传统操作状况下2种方式均可得相同之满意结果若喷击压力过大可能造成表面之腐蚀因为钢屑可能嵌入工件表面。任何干式磨蚀喷击后皆须做酸洗以排除喷击之不良效应。10 3.湿式磨蚀喷击清洗这是电镀前之表面处理步骤可去除表面碳质化合物及厚重腐蚀产物及去除剥推操作之残留喷漆。4.滚桶研磨镁压铸件可利用湿式桶槽振动桶槽界面活性剂及表面处理配方去除表面污染物碳质及非碳质之模具润滑剂并平滑组件。溶液须连续流
9、动过介质以阻止污染物之累积及组件表面可能之污染。滚桶研磨可作为高纯度镁合金零件之表面处理及用于链锯除草设备零件及动力手工具喷漆与之预处理及清洗。11 5.钢刷处理镁合金可于现场用钢刷处理以去除污染物再作喷焊。钢刷设备应加以调整使得足够压力施用于镁片上设备之设计应使用其不致磨蚀到镁片最终表面之平滑度与钢刷线材组成及粗糙度有关。6.振动表面处理结合磨平或擦光之清洗以去除氧化物污染物毛边及铸件外皮陶瓷及其它介质皆可加以使用视零件表面状况及所需表面处理而定。勿使用酸添加物易侵蚀镁之表面。适当之清洗与干燥甚为重要。12n7.抛光与擦光抛光与擦光n 可作为镁合金电镀阳极氧化及喷涂前之预处理。镁压铸件抛光时
10、应尽量减少磨除量以保持铸件外层薄而无孔质层。标准件抛光可使用磨轮及皮带可去除粗糙表面分模线及镁合金零件表面之缺陷。可使用Al2O3及SiC磨料其粒径大小视表面粗糙度及最终所需之表面处理而定。游离铁及其它重金属微粒不可用做镁合金抛光之磨料因为这些金属若嵌入镁合金表面会引起腐蚀或在酸洗时造成孔洞。镁合金亦可用硅藻土化合物或 Al2O3于缝合轮作平滑光泽表面处理抛光。对着色抛光可用干石灰石化合物抛光化合物若含有游离铁或其它重金属磨料不可使用。抛光或擦光后在有机涂装之前应作硝酸铁光泽酸洗硝酸铁光泽酸洗可生成钝化表面增加被覆物之附着性及耐蚀性也可以阻止被覆物干燥后发生污点。13镁合金抛光与擦光步骤镁合金
11、抛光与擦光步骤14化学清洗化学清洗镁合金化学清洗包括蒸气脱脂镁合金化学清洗包括蒸气脱脂溶剂清洗溶剂清洗乳化清洗乳化清洗酸洗及碱洗。酸洗及碱洗。1.溶剂清洗及蒸气脱脂可去除油质成形润滑剂腊淬火油腐蚀保护油抛光擦光化合物溶解性土壤及污染物。固态微粒如加工粉尘及碎屑可用溶剂清洗加以去除因为它可溶解附着于零件的油脂而这些油脂使这些微粒黏附在零件上。这些清洗行为必须于喷涂电镀化学处理及机械加工或成形前后进行。用于其它金属化学清洗之方法及设备同样可使用于镁金属三氯乙烯过氯乙烯是最常用的溶剂二氯甲烷可有效自压铸件表面去除过量之有机树脂嵌入物。2.乳化清洗可用以去除油脂及抛光化合物。乳化清洗剂可为中性或碱性p
12、H值7以上以免腐蚀镁合金镁合金表面。加水及溶剂使用前宜加以测试以避免可能之金属孔蚀现象。153.酸洗 酸洗可去除紧密附着于镁合金表面之污染物或是不溶于溶剂与碱液之污染物这些污染物包括有色天然氧化物嵌入之砂或铁铬酸盐被覆物焊接杂质及燃烧之润滑剂等。酸洗处理之选择应考虑须去除之污染物处理之镁合金类别尺寸变形量可容许限度及所需之表面外观。选择适当之酸洗法可避免表面形成状之黑色污染物。16 镁合金表面处理除改变金属表面之耐腐蚀性也可提供装饰性之外观 利用硝酸铁醋酸硝酸盐或磷酸清洗皆可达到目的。硝酸铁酸洗会在表面形成氧化铬膜使表面钝化而增强其耐腐蚀性。醋酸-硝酸盐及磷酸酸洗可作为一种螫合剂自镁合金表面有
13、效去除其它金属杂质阻止局部电流腐蚀。下表为镁合金之酸洗处理法。17镁合金之酸洗处理法镁合金之酸洗处理法处理液主要应用金属移除量 m组成物浓度 g/l操作温度()浸渍时间(min)桶槽类别铬酸去除氧化物助溶剂腐蚀产物0CrO318021-1001-15不锈钢1100铝铅硝酸盐光泽表面金属之耐蚀及压铸件之表面处理8CrO3NaF Fe(NO3).9H2O18 3.5 4016-38-3316不锈钢 PE乙烯氢氟盐表面处理之表面活化350%HF23021-32-5316不锈钢铅橡胶硝酸硝酸铁之预处理13-2570%HNO35021-321/5-1/2不锈钢醋酸-硝酸去锈改善金属耐蚀性13-25CH3
14、COOH NaNO3192 5021-27-13003铝陶瓷铅乙二醇-硝酸铁去除铁锈或表面氧化物改善耐蚀性12-2570%CH2OHCOOH 70%HNO3NaNO3230 40 4016-49-1橡胶铬酸-硝酸盐去除铁锈燃烧石墨焊接前处理13CrO3NaNO3180 3021-323不锈钢铝铅 橡胶 乙烯铬酸-硫酸点焊前预处理5CrO396%H2SO4180 0.421-323不锈钢1100钢陶瓷硝酸-硫酸去除砂铸件之喷砂痕迹5070%HNO396%H2SO477 2021-321/6-1/4陶瓷橡胶玻璃硫酸去除砂铸件之喷砂痕迹50NaOH 96%H2SO480-120 3021-27 21
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