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铝镁合金的化学转化表面处理和废酸回收方法

2020.9.21

作为金属结构材料中zui轻的一种，镁的力学性能很差，但是镁合金体积质量小、比强度大、加工性能好、电磁屏蔽性好，而且具有良好的减振及导电、导热性能，所以备受关注。同时镁合金化学稳定性差、电极电位很负、耐磨性、硬度及耐高温性能比较差，这些一直制约着它的广泛应用，因此提高这些性能进行适当的表面强化是如今材料发展的重要课题。

化学转化是在化学处理液中在金属表面形成氧化物或金属化合物钝化膜。化学转化膜较薄，结合力较弱，只能减缓腐蚀速度，并不能有效地防止腐蚀，还需要进一步涂装。镁合金化学转化的研究较多，zui成熟的是铬酸盐转化，但是Cr6+有毒，危害人体健康且污染环境。近年来开发了一系列新型的对环境和健康无害的转化工艺，这些转化工艺大体上又可以划分为两类：有机化合物溶液和无机盐溶液转化处理。前者包括植酸转化、硅烷衍生物转化、酸盐转化等，后者包括磷化、锡酸盐转化氟化物转化、磷酸盐—高锰酸盐转化、稀土转化膜和磷酸—碳酸锰—硝酸锰转化等。

植酸转化植酸是一种少见的金属多齿螯合剂，具有独特的结构，是一种全新的无毒环保型金属表面处理剂。植酸在金属表面发生化学吸附，形成一层致密的单分子有机保护膜，膜层能有效阻止侵蚀性阴离子等进入金属表面，抑制金属的腐蚀，该类研究目前国内较少。磷化镁合金的磷化处理研究开展得较早，形成的磷化膜为微孔结构，与基体结合牢固，具有良好的吸附性，可以作为镁合金涂装前的底层。其中一种镁合金的磷化工艺中磷化液主要由Na₂HPO₄、H₃PO₄、Zn(NO₃)₂等组成，形成的磷化膜主要由Zn₃(PO₄)₂·4H₂O组成。研究表明，该工艺磷化后自腐蚀电位增加约700mV，耐腐蚀力达15h，其耐蚀性还望进一步提高。还有利用磷化液中添加钼酸钠和腐蚀抑制剂的方法在AZ91D镁合金上制备了均匀细致、结合牢固的锌系复合磷化膜，磷化膜主要由Zn₃(PO₄)₂·4H₂O和单质Zn粒组成。研究表明，在磷化液中加入钼酸钠可使磷化膜组织更加细致，提高了基体与有机涂层的结合力及其防腐蚀能力，自腐蚀电位增加约500mV。其它的无铬转化处理也都提高了镁合金的耐蚀性。其中磷酸盐—高锰酸盐转化膜耐蚀性与铬酸盐转化膜相当，可以取代铬酸盐转化膜，磷酸—碳酸锰—硝酸锰转化得到的复合膜层结合力好、均匀连续，耐蚀性比铬酸盐转化膜好。

在该磷酸体系中，随着磷酸浓度的降低，处理效果也会随之下降，由此会产生大量废酸，直接处理，成本较高。苏州浩中环保设备有限公司自主设计研发废酸回收设备，一体化全自动操作，树脂常年使用无需更换，每吨废酸仅需1kw动力和1吨水，成本极低，另外压力膜系统对于低浓度磷酸回收效果优异，可结合树脂吸附系统或者独立运行，有比较宽的废酸浓度处理范围。盐城至善色谱纯化科技有限公司除在酸回收技术和设备进一步精益求精外，更是向有机物无机物分离、电解质非电解质分离、糖酸分离以及金属离子间分离等领域拓展，独立实验室和工厂可以完成从小试、中试、工业化设备的工艺设计到设备生产的整体解决方案，以期为相关行业提供更多帮助。

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周锦帆