一种海洋环境用镁合金制件的防护方法与流程

1.本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种海洋环境防护技术。


背景技术：

2.镁合金是最轻的金属结构材料之一，密度比铝合金低，强度和刚度高，弹性模量低，阻尼减震性能优越，具有良好的导热导电性能、机加工性能和电磁屏蔽性能，广泛应用于汽车工业、航空航天和3c产品工业。
3.多功能测量船列装多种电子设备，对重量有严格限制，小型化和轻量化的需求越来越迫切。镁合金逐渐替代铝合金，比如装机数量较大的tr组件，保证了减重效果，提升了测量船的机动性能。
4.镁合金活泼性很强，在潮湿大气或腐蚀性环境易腐蚀，必须经过恰当的表面防护处理才能使用。常用的表面处理方法有化学镀、微弧氧化和涂漆，根据应用工况不同，可分为需要导电和表面不需要导电两种类型。导电制件应用较多、较成熟的表面处理方法为化学镀镍，通过48h～96h中性盐雾试验考核。无导电制件应用较广泛的表面处理方法为微弧氧化或油漆涂层，通过120h～300h中性盐雾试验考核。
5.多功能测量船的服役环境为海洋性大气环境，长期经受高温、高湿、高盐雾和强太阳辐射，大气腐蚀性等级为c5-m最高等级。电子设备的环境适应性指标十分严苛，要求通过672h或28d中性盐雾试验，保护等级rp不低于9级。由于tr组件的电磁屏蔽需要，内、外表面均要求导电。这种最严酷海洋环境下使用的镁合金制件，单一的导电层或不导电的覆盖层，无法满足使用要求，成为制约其在特定领域应用的瓶颈。


技术实现要素：

6.本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种海洋环境用镁合金制件的防护方法，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
7.本方法采用内层和外层的双层防护，经过微弧氧化、涂覆导电漆、烘烤固化、碱性化学镀镍、酸性化学镀镍、封闭和干燥，内层采用微弧氧化膜，与基体结合牢固，外层采用底镀层和面镀层的双层镀镍，底镀层采用碱性化学镀镍，镀覆于内层，结合牢固，面镀层采用酸性化学镀镍，镀覆于底镀层，封闭处理，降低孔隙率，表面致密。
8.进一步的，微弧氧化的溶液包括25g/l～30g/l的铝酸钠、8g/l～10g/l的氟化钠、5g/l～10g/l的氢氧化钠，溶液温度20℃～40℃，氧化电流密度5a/dm2～8a/dm2，氧化时间40min～50min，氧化膜厚度20μm～30μm，不封闭处理。
9.进一步的，涂覆导电漆采用含金属粉的单组份环氧聚合物，完全渗透至镁合金微弧氧化膜层的微孔隙中，和微弧氧化膜层的附着强度高，完全固化后，细腻致密，硬度高，易于镀覆金属镀层，采用醋酸丁酯-二甲苯混合溶剂稀释，在25℃下涂-4杯粘度15s～20s，采用喷涂方式，喷枪与制件距离150mm～300mm，喷涂气压0.3mpa～0.5mpa，导电漆涂层厚度20μm。
10.进一步的，烘烤固化在80℃
±
5℃的烘箱20min～30min。
11.进一步的，碱性化学镀镍的镀液包括25g/l～30g/l的碱式碳酸镍、15g/l～20g/l的次亚磷酸钠、20g/l～30g/l的三乙醇胺、3g/l～5g/l的促进剂，细化镀层晶粒，提升镀层的覆盖能力，在基材表面获得良好结合力，镀液温度25℃～40℃，ph值8～9，处理时间10min～15min，镀镍层厚度1μm～2μm。
12.进一步的，酸性化学镀镍采用高磷pf-500商品镀液，镀液温度85℃～90℃，ph值4.6～5.0，处理时间120min～150min，镀镍层厚度20μm～25μm。
13.进一步的，封闭在室温下浸涂商品封闭剂20s～30s。
14.进一步的，干燥在60℃～70℃下20min～30min。
15.本发明的有益效果：镁合金成品的外观呈银灰色，微带黄色，合格率高，质量一致性好，表面防护层与基体结合强度高，无起泡或分层现象，通过200℃热震试验，连续、均匀和完整，无粉化、疏松和划痕，通过672h中性盐雾试验，保护等级rp不低于9级，突破了镁合金的微弧氧化膜难以镀覆金属镀层的技术瓶颈，在镁合金微弧氧化膜上获得了结合力良好的镀镍层，满足抗热震、高耐蚀、表面导电和减重的多重功能要求，适宜自动化大规模生产，生产效率高。
具体实施方式
16.以以船载电子设备的镁合金组件单元壳体为例，按以下步骤实施，对本发明的技术方案做具体的说明。
17.1.验收：目视壳体检查外观，表面无重油污、划痕、磕碰等机械性损伤。
18.2.装挂：选用合适的挂具和位置，保证良好的导电性。
19.3.除油：采用中性除油剂，化学除油，除尽为止。
20.4.热水洗：在60℃～70℃的热水中，漂洗10s～15s。
21.5.冷水洗：二级逆流，漂洗15s～20s。
22.6.微弧氧化：铝酸钠25g/l～30g/l、氟化钠8g/l～10g/l、氢氧化钠5g/l～10g/l；溶液温度20℃～40℃，氧化电流密度5a/dm2～8a/dm2，氧化时间40min～50min，氧化膜厚度20μm～30μm，不封闭处理。
23.7.冷水洗：二级逆流，漂洗15s～20s；
24.8.涂覆导电漆：醋酸丁酯-二甲苯混合溶剂稀释jf
‑ⅱ
型导电漆，粘度15s～20s，喷枪与制件距离150mm～300mm，喷涂气压0.3mpa～0.5mpa，导电漆涂层厚度20μm。
25.9.烘烤固化：在80℃
±
5℃的烘箱中20min～30min。
26.10.碱性化学镀镍：25g/l～30g/l的碱式碳酸镍、15g/l～20g/l的次亚磷酸钠、20g/l～30g/l的三乙醇胺、3g/l～5g/l的促进剂，镀液温度25℃～40℃，ph值8～9，处理时间10min～15min，镀镍层厚度1μm～2μm。
27.11.回收：在回收槽中浸洗10s～15s。
28.12.冷水洗：二级逆流，漂洗15s～20s。
29.13.酸性化学镀镍：采用高磷pf-500商品镀液，镀液温度85℃～90℃，ph值4.6～5.0，处理时间120min～150min，镀镍层厚度约20μm～25μm。
30.14.回收：在回收槽中浸洗10s～15s。
31.15.冷水洗：二级逆流，漂洗15s～20s。
32.16.封闭：浸涂yt-1019b封闭剂，室温20s～30s。
33.17.干燥：在60℃～70℃下，持续20min～30min。
34.18.检验：组件单元壳体、随槽试片外观呈银灰色，表面防护层连续、均匀、完整，无粉化、疏松、划痕，随槽试片经200℃热震试验，防护层与基体间未出现起泡或分层，经672h中性盐雾试验，保护等级rp为9级。
35.19.结论：质量合格。
36.上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，包括：采用内层和外层的双层防护，经过微弧氧化、涂覆导电漆、烘烤固化、碱性化学镀镍、酸性化学镀镍、封闭和干燥，内层采用微弧氧化膜，外层采用底镀层和面镀层的双层镀镍，底镀层采用碱性化学镀镍，镀覆于内层，面镀层采用酸性化学镀镍，镀覆于底镀层，封闭处理。2.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述微弧氧化，包括：25g/l～30g/l的铝酸钠、8g/l～10g/l的氟化钠、5g/l～10g/l的氢氧化钠组成的溶液，温度20℃～40℃，氧化电流密度5a/dm2～8a/dm2，氧化时间40min～50min，氧化膜厚度20μm～30μm，不封闭处理。3.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述涂覆导电漆，包括：采用醋酸丁酯-二甲苯混合溶剂稀释含金属粉的单组份环氧聚合物，在25℃下涂-4杯粘度15s～20s，采用喷涂方式，喷枪与制件距离150mm～300mm，喷涂气压0.3mpa～0.5mpa，导电漆涂层厚度20μm。4.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述烘烤固化，包括：在80℃
±
5℃的烘箱20min～30min。5.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述碱性化学镀镍，包括：25g/l～30g/l的碱式碳酸镍、15g/l～20g/l的次亚磷酸钠、20g/l～30g/l的三乙醇胺、3g/l～5g/l的促进剂组成的镀液，镀液温度25℃～40℃，ph值8～9，处理时间10min～15min，镀镍层厚度1μm～2μm。6.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述酸性化学镀镍，包括：高磷pf-500商品镀液，镀液温度85℃～90℃，ph值4.6～5.0，处理时间120min～150min，镀镍层厚度20μm～25μm。7.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述封闭，包括：在室温下浸涂商品封闭剂20s～30s。8.根据权利要求1所述的海洋环境用镁合金制件的防护方法，其特征在于，所述干燥，包括：在60℃～70℃下20min～30min。

技术总结
本发明公开了一种海洋环境用镁合金制件的防护方法，本方法采用内层和外层的双层防护，经过微弧氧化、涂覆导电漆、烘烤固化、碱性化学镀镍、酸性化学镀镍、封闭和干燥，内层采用微弧氧化膜，与基体结合牢固，外层采用底镀层和面镀层的双层镀镍，底镀层采用碱性化学镀镍，镀覆于内层，结合牢固，面镀层采用酸性化学镀镍，镀覆于底镀层，封闭处理，降低孔隙率，表面致密，成品的外观呈银灰色，微带黄色，合格率高，质量一致性好，无起泡或分层现象，通过200℃热震试验，连续、均匀和完整，无粉化、疏松和划痕，通过672h中性盐雾试验，保护等级Rp不低于9级，突破了镁合金的微弧氧化膜难以镀覆金属镀层的技术瓶颈。属镀层的技术瓶颈。


技术研发人员：侯彬 王伟 陆洋 吴礼群
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：2022.02.07
技术公布日：2022/5/25