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【教授品镁(159)】镁及镁合金板材的氧化着色
2021-08-11 09:08:01   来源:中国有色金属报    点击:

作者:王祝堂
 
表1 热水处理对MB8合金膜成分的影响
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表2 镁合金板材着色槽液成分及工艺
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表3 局部着色溶液成分及处理工艺
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表4 氧化着色缺陷产生原因及预防措施
 
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  槽液配制
 
  首先向槽内注入2/3的工业水,加热至60℃~70℃,加入计量的K2Cr2O7,搅拌均匀,加入(NH4)2 SO4和按下限加入CrO3,揽拌均匀后添加CH3COOH、再搅匀后,取样分析,以上三种原料浓度全部达标后,用CrO3调整pH至1.7~2.1。
  醋酸加入量按下式计算:
 
  W=VH×VA■×γ
  式中W—醋酸质量,g;
  VH—所配制溶液体积,L;
  VA—规定的醋酸含量,g/L;
  n—所用醋酸浓度,%;
  γ—醋酸密度,kg/cm3。
 
  在此着色槽液中,K2Cr2O7为成膜剂,醋酸和硫酸铵为活化剂,用于提高Mg的溶解速度并保证成膜时所要求槽液的pH,而CrO3主要起填充作用,增大膜的厚度,同时对pH也有调整作用。
 
  1.(NH4)2 促进Mg溶解,有利于膜成长。若溶液的含量>4g/L时,反而会引起膜的质量下降。
 
  2.Mg在溶液中的溶解度随着CH3COOH浓度的上升而增加,但在醋酸溶液中加入K2Cr2O7,Mg的溶解度显著降低, 并使过程稳定。在着色溶液中,若醋酸浓度为1mL/L~5mL/L,膜的质量增加不明显,若其浓度>15mL/L,出现膜同Mg基体结合不牢现象。
 
  生产证明,最佳浓度为8mL/L~15mL/L。不过,应注意,醋酸是很不稳定的,应经常分析与调整。
 
  3.为了形成一定厚度的保护膜,必需加入铬酐CrO3,但不可过多,否则膜层疏松,处理时间也不可过长,不然膜层会脱落,也疏松,在大气中会潮解,变成灰绿色,抗蚀性大大下降,因为膜内吸附了溶于水的铬化物。如在K2Cr2O7 140g/L~160g/L、CH3COOH 10mL/L(60%)、 CrO3(1~3)g/L和(NH4)2 SO4(2~4)g/L的着色液中处理的MB8合金,将其在98℃~100℃水中处理15min和未热水处理的相比,膜层中三价铬含量未变,六价铬和镁含量下降,见表1。
 
  4.溶液温度。提高温度促进成膜,过高又会使膜层脱落,同时醋酸挥发加剧,使着色条件不稳。因此,温度应控制在60℃~70℃。镁合金板材着色槽液成分及工艺见表2。
 
  局部着色
 
  着色的板材或零件上的膜若有破坏,可按局部着色法处理,见表3。
 
  旧氧化膜的去除
 
  如果着色后的板材或工件膜层质量不合格或贮存时间过长或因其它原因遭受破损而需要重新着色,必须先去除旧膜,除旧膜有下列方法:
 
  1.如果板材或工件厚度允许减薄,可在5wt%~10wt%硝酸液中除膜。
 
  2.经过油封的板材或工件可在70℃~80℃的30wt%~40wt% NaOH溶液中除油5min~15min,然后在热水、冷水中冲洗后,在铬酐光洗溶中中和处理30s~60s。
  3.对于尺寸要求严格的板材或工件可在铬酐溶液中除膜。
 
  着色缺陷及避免办法
 
  在镁合金工件及板材氧化着色处理过程中难免会产生种种缺陷,其产生原因及避免措施见表4。
 
 
 
 
 
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