專利名稱：：一種對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種表面處理方法，尤其是關(guān)于一種對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法。
背景技術(shù)：
：輕金屬，例如鋁、鎂、鈦、鋁合金、鎂合金以及鈦合金等，具有密度小、導(dǎo)電導(dǎo)熱能力強(qiáng)、力學(xué)性能優(yōu)異及可二次加工等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，輕金屬材料本身是一種易腐蝕的材料，因此為了更好地利用輕金屬材料，通常是通過(guò)對(duì)輕金屬材料進(jìn)行表面處理的方法來(lái)避免輕金屬材料的腐蝕?；瘜W(xué)磷化處理在輕金屬材料表面處理中較為常用。所述磷化處理一般是將材料與磷化液接觸即可。經(jīng)磷化處理后，在輕金屬材料表面形成磷化層，使得輕金屬材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性。作為磷化液，根據(jù)金屬陽(yáng)離子的不同可以分為多種不同的磷化液，目前，使用較多的是鈣系磷化液、錳系磷化液、鋇系磷化液和鋁系磷化液，這些磷化液形成的磷化層的耐腐蝕性優(yōu)良。通常認(rèn)為磷化液pH值過(guò)低，會(huì)抑制磷化層的形成，使得磷化層的耐腐蝕性能降低。因此，在通常情況下，這些磷化液在使用過(guò)程中，所述磷化液的pH值要求在2.0-3.0。CN1314836C公開(kāi)了一種鎂合金磷化液，該磷化液是由以下成分組成的水溶液，即每升水中含有1-4.5克的氧化鋅、10-45克的磷酸、0-20克的絡(luò)合劑酒石酸鈉、0.1-6克的促進(jìn)劑硝酸鈉、0.5-4.5克的腐蝕抑制劑氟化鈉。該發(fā)明中，在磷化時(shí)，所屬磷化液的pH值雖然為1-4.5，但是，在該發(fā)明的實(shí)施例中，使用的最小的pH值為1.9。如上所述的現(xiàn)有的磷化處理方法形成的磷化層均較為致密，但是存在經(jīng)磷化處理后得到的輕金屬材料的表面的電阻值偏高的問(wèn)題，一般為十幾歐姆至幾十歐姆。然而，在電子、通信領(lǐng)域，要求所用的輕金屬材料具有較低的電阻，一般要求電阻值低于2歐姆，而在某些應(yīng)用中更要求電阻值低于l歐姆，甚至更低。因此，為了使輕金屬材料進(jìn)一步在電子、通信領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，需要對(duì)輕金屬材料的表面處理方法作更深入的研究。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了克服通過(guò)現(xiàn)有的表面磷化處理的方法得到的輕金屬材料的表面電阻過(guò)大的缺點(diǎn)，提供一種在對(duì)輕金屬材料進(jìn)行磷化處理后，得到的具有磷化層的輕金屬材料的表面電阻小的表面磷化處理的方法。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在磷化液pH值較低的情況下，磷化后形成磷化層的耐腐蝕性會(huì)有所降低，只要將pH值控制在適當(dāng)?shù)姆秶?、即控制小?大于O.l的范圍內(nèi)，就能保證磷化后的輕金屬材料具有足夠的耐腐蝕性的同時(shí)，具有較小的表面電阻，從而使得輕金屬材料滿足在電子、通信等要求材料表面低電阻的要求，進(jìn)一步擴(kuò)大輕金屬材料的應(yīng)用范圍。本發(fā)明提供了一種對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法，該方法包括將輕金屬材料的表面與磷化液接觸，其中，0.1〈所述磷化液的pH值〈1。本發(fā)明通過(guò)將磷化液的pH值控制在小于1大于0.1的范圍內(nèi)，從而使得輕金屬材料具有足夠的耐腐蝕性的同時(shí)，具有較小的表面電阻。例如，通過(guò)本發(fā)明的方法將鎂合金磷化后得到的產(chǎn)品的表面電阻均小于1歐姆，而采用現(xiàn)有技術(shù)的方法得到的插屏的表面電阻為21歐姆，因此，本發(fā)明的方法能大幅度降低磷化后的輕金屬材料的表面電阻。另外，本發(fā)明得到的產(chǎn)品的耐腐蝕性均在5%以下，均為合格，能夠滿足通常的使用要求。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法包括將輕金屬材料的表面與磷化液接觸，其特征在于，0.K所述磷化液的pH值〈1。本發(fā)明通過(guò)將磷化液的pH值控制在小于1的范圍，能在保證輕金屬材料耐腐蝕性的基礎(chǔ)上，有效地降低輕金屬材料表面的電阻。提高所述磷化液的pH值，能夠提高輕金屬材料表面的耐腐蝕性。因此，優(yōu)選情況下，0.5《所述磷化液的pH值〈1。所述pH值可以通過(guò)加入酸來(lái)調(diào)節(jié)，所述酸優(yōu)選為磷酸。所述磷化液中加入的磷酸的量只要使得磷化液的pH值符合上述范圍即可。本發(fā)明所述磷化液可以是各種磷化液。從磷化后所述輕金屬材料表面的耐腐蝕性上考慮，所述磷化液優(yōu)選使用鈣系磷化液、錳系磷化液、鋇系磷化液和鋁系磷化液中的一種或幾種。所述鈣系磷化液是指含有鈣離子和磷酸二氫根離子的水溶液。所述錳系磷化液是指含有錳離子和磷酸二氫根離子的水溶液。所述鋇系磷化液是指含有鋇離子和磷酸二氫根離子的水溶液。所述鋁系磷化液是指含有鋁離子和和磷酸二氫根離子的水溶液。所述磷化液中可以同時(shí)含有鈣離子、錳離子、鋇離子和鋁離子中的兩種以上。上述磷化液可以制備得到，也可以商購(gòu)得到。例如，所述鈣系磷化液可以是上海潔安精細(xì)化工有限公司的JA0604A鈣系磷化液、江蘇昆山恒捷化工科技有限公司制的型號(hào)為PZ-610A;所述錳系磷化液可以是上海光鏵科技有限公司的GH-7005錳系磷化液；所述鋇系磷化液的制備方法為常規(guī)的制備方法即可，可以將鋇系磷化液所需的各種成分溶解到水中而制得。所述鋇系磷化液通常含有0.05-0.5mol/L的Ba2+、O.05-O.5mol/L的磷酸二氫根離子以及l(fā)-10ml/L的H202;所述鋁系磷化液的制備方法同鋇系磷化液的制備方法相同，所述鋁系磷化液中通常含有0.05-0.5mol/L的Al3+、0.05-0.5mol/L的磷酸二氫根離子、l隱10ml/L的H202。本發(fā)明所述磷化的過(guò)程只要將輕金屬材料與所述磷化液直接接觸即可。所述接觸溫度優(yōu)選為20-45°C，所述接觸的時(shí)間優(yōu)選為20-70秒。所述輕金屬材料例如可以是鋁、鎂、鈦、鋁合金、鎂合金和鈦合金等，本發(fā)明的方法適合于這些輕金屬材料，本發(fā)明的方法尤其適合于鎂合金材料。另外，在本發(fā)明的方法中，在進(jìn)行磷化前，該方法還可以包括將所述輕金屬材料進(jìn)行前處理。所述前處理可以常規(guī)的輕金屬材料磷化前的前處理過(guò)程。例如，可以是將輕金屬材料進(jìn)行脫脂、活化、調(diào)整等。所述脫脂的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。例如可以將輕金屬材料直接與脫脂液接觸即可，所述脫脂液例如可以是含有5-10克/升的氫氧化鈉、10-15克/升的碳酸鈉以及5-15克/升的磷酸鈉的水溶液。所述活化的方法為常規(guī)的輕金屬材料磷化前的表面活化方法。例如可以直接將輕金屬材料與所述活化液接觸即可。所述活化液例如可以含有10-20毫升/升的乙酸和0.5-2克/升的AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚類)的水溶液。所述調(diào)整是指將輕金屬材料與堿溶液接觸，所述堿溶液例如可以是30-50克/升的氫氧化鈉水溶液。另外，本發(fā)明在所述脫脂、活化、調(diào)整以及磷化的任意兩個(gè)步驟之間，還包括用水對(duì)輕金屬材料進(jìn)行清洗。下面通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。下述實(shí)施例以及對(duì)比例中使用的輕金屬材料均為南京云海特種金屬股份有限公司廠家產(chǎn)的型號(hào)為AZ91D的鎂合金材料。實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的表面磷化處理的方法。[流程]脫脂一水洗一活化一水洗一調(diào)整一水洗一磷化一烘干一產(chǎn)品所述脫脂是將所述輕金屬材料在55"C的脫脂液中浸泡5分鐘，所述脫脂液為含有10克/升的氫氧化鈉、15克/升的碳酸鈉以及10克/升的磷酸鈉的水溶液。所述活化是將所述輕金屬材料在35"C的活化液中浸泡3分鐘，所述活化液為含有15毫升/升的乙酸和1克/升的AEO-9的水溶液。所述調(diào)整是將所述輕金屬材料在85'C的調(diào)整液中浸泡3分鐘，所述調(diào)整液為40克/升的氫氧化鈉水溶液。所述磷化是將所述輕金屬材料在45°C的磷化液中浸泡20秒，所述磷化液是用磷酸將江蘇昆山恒捷化工科技有限公司制的型號(hào)為PZ-610A的磷化液的pH值調(diào)節(jié)為0.9的磷化液。所述水洗是分別用0.5升的水將輕金屬材料清洗兩次。實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液是用磷酸將江蘇昆山恒捷化工科技有限公司制的型號(hào)為PZ-610A的磷化液的pH值調(diào)節(jié)為0.5的磷化液。實(shí)施例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液是用磷酸將江蘇昆山恒捷化工科技有限公司制的型號(hào)為PZ-610A的磷化液的pH值調(diào)節(jié)為0.4的磷化液。實(shí)施例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液是用磷酸將江蘇昆山恒捷化工科技有限公司制的型號(hào)為PZ-610A的磷化液的pH值調(diào)節(jié)為0.7的磷化液。實(shí)施例5按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化的時(shí)間為40秒。實(shí)施例6按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液的溫度為25°C，所述磷化的時(shí)間為70秒。實(shí)施例7按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液為鋇系磷化液，該磷化液通過(guò)將磷酸二氫鋇、磷酸、過(guò)氧化氫以及水混合而成，其中，該磷化液含0.1mol/L的Ba2+，0.15mol/L磷酸二氫根離子、5ml/L的H202，然后用磷酸調(diào)整pH值為0.9，浸泡的溫度為25'C，浸泡的時(shí)間為20秒。實(shí)施例8按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液上海光鏵科技有限公司的GH-7005錳系磷化液。對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行表面磷化處理，不同的是，所述磷化液的pH值為2.5。實(shí)施例9-16本實(shí)施例說(shuō)明實(shí)施例1-8得到的產(chǎn)品的性能。(1)表面電阻使用電阻測(cè)試儀(UNI-T生產(chǎn)的UT51MULTIMETER數(shù)字萬(wàn)用表)對(duì)實(shí)施例1-8得到的產(chǎn)品的表面進(jìn)行電阻測(cè)定。結(jié)果如表1所示。(2)耐腐蝕性在溫度為35"C的實(shí)驗(yàn)室中，將實(shí)施例l-8制得的產(chǎn)品置于鹽霧箱內(nèi)，在46t下，用pH為7.0、溫度為35。C的5±0.5重量％的氯化鈉鹽水以1.0±0.025千克力/平方厘米的空氣壓力進(jìn)行噴霧。在噴涂樣品8小時(shí)后，取出并置于另外一個(gè)溫度為22.5°C、相對(duì)濕度為47.3%RH的恒溫恒濕箱中，放置8小時(shí)后，觀察樣品，記錄樣品表面的腐蝕面積占產(chǎn)品總面積的百分比。其中，腐蝕面積5。％以下視為合格。結(jié)果如表1所示。對(duì)比例2本對(duì)比例說(shuō)明對(duì)比例1得到的產(chǎn)品的性能。按照實(shí)施例9的方法對(duì)對(duì)比例1的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試。結(jié)果如表1所示。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表1可以看出，實(shí)施例1-8得到的產(chǎn)品的表面電阻要明顯低于對(duì)比例1得到的產(chǎn)品。另外，實(shí)施例1-8得到的產(chǎn)品的耐腐蝕性均在5%以下，均為合格。另外從實(shí)施例1-3可以看出，磷化液的pH值低于0.5時(shí)，耐腐蝕性降低，因此，本發(fā)明優(yōu)選所述磷化液的pH值在0.5-0.9之間。權(quán)利要求1、一種對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法，該方法包括將輕金屬材料的表面與磷化液接觸，其特征在于，0.1＜所述磷化液的pH值＜1。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，0.5《所述磷化液的pH值〈1。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸溫度為20-45°C，接觸時(shí)間為20-70秒。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述磷化液為鈣系磷化液、錳系磷化液、鋇系磷化液和鋁系磷化液中的一種或幾種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輕金屬材料為鎂合金。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述磷化液pH值的酸為磷酸。全文摘要一種對(duì)輕金屬材料表面進(jìn)行磷化處理的方法，該方法包括將輕金屬材料的表面與磷化液接觸，其中，0.1＜所述磷化液的pH值＜1。本發(fā)明通過(guò)將磷化液的pH值控制在小于1大于0.1的范圍內(nèi)，從而使得輕金屬材料具有足夠的耐腐蝕性的同時(shí)，具有較小的表面電阻。同時(shí)，本發(fā)明得到的產(chǎn)品的耐腐蝕性均為合格，能夠滿足通常的使用要求。文檔編號(hào)C23C22/05GK101343736SQ200710128099公開(kāi)日2009年1月14日申請(qǐng)日期2007年7月13日優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日發(fā)明者喬林軍申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司