技術名稱 化成皮膜及其製造方法
計畫單位 國防大學理工學院
技術簡介
鎂合金具有優異的比強度和低密度,廣泛應用於輕量化的產品,包括3C殼件、自行車、汽車等,而受到可攜式消費性電子產品蓬勃發展的影響,具有較佳加工成型性的鎂鋰合金逐漸受到重視。然而,由於鎂與鋰的化學性質非常活潑,如何提升其耐蝕性是影響其工業應用的重要課題。傳統的化成處理大量使用了六價鉻(致癌物質,RoHS指令已限制其使用),發展替代六價鉻化成處理製程技術實是刻不容緩。
根據早期磷酸鹽/錳酸鹽化成皮膜相關的研究發現,此化成皮膜屬於鬆散的多孔層結構,且由表面形貌可觀察,鈍化膜明顯具有脫水裂紋,致無法有效提昇抗蝕的能力,且化成時間較冗長及環境溫度皆高於室溫。
本專利在錳酸鹽化成液中添加稀土元素,並藉由Guyard reation的作用,促進整體化學反應速度,在室溫環境下,縮短製程時間,於鎂合金表面生成之化成皮膜更加緻密、少裂紋及具有良好的附著性,形成可阻絕腐蝕因子效果的障蔽層,提昇錳酸鹽化成皮膜的抗蝕能力。
本專利係屬一種化成皮膜,配置於鎂合金基材的表面上。化成皮膜含有錳、鎂、氧及鈰,其中化成皮膜中的錳的含量介於10原子%至20原子%之間,且化成皮膜中的鈰的含量介於5原子%至10原子%之間。敘述如后:
●全新之強酸性KMnO4溶液。
●製備緻密的KMnO4化成皮膜。
●抗蝕性優於鉻酸鹽化成皮膜。
●經鹽霧試驗72小時,其腐蝕面積小於3%。
●具自我修復能力。
科學突破性
一種化成皮膜,配置於鎂合金基材的表面上。
●全新之強酸性KMnO4溶液。
●製備緻密的KMnO4化成皮膜。
●抗蝕性優於鉻酸鹽化成皮膜。
●經鹽霧試驗72小時,其腐蝕面積小於3%。
●具自我修復能力。
產業應用性
1. 鎂合金具有諸多優點,如輕量化、易加工、高強度、可防電磁波干擾、能回收再利用等,因而在講求輕、薄、短、小、高質感外觀的時代潮流下,成為鋼鐵、鋁合金、塑膠等製品之替代材料,而國內鎂合金成型產業則大量應用在攜帶式電子儀器外殼上,如筆記型電腦(Note Book)、手機(Cellular Phone)、個人數位助理(PDA,Personal Digital Assistant)等,皆利用鎂合金為主要材料。
2. 囿於鎂合金抗腐蝕能力太差,使得其發展合應用受限,而本技術則採用錳酸鹽化成處理,可有效提昇材料耐蝕性能。
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