CN101775596A - 一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及钝化液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及其钝化液,属于铝材料表面处理技术领域,目的是提高冰箱冰柜蒸发器等用铝管的耐腐蚀能力。钝化过程在康风连续挤压铝管生产线在线进行,在康风连续挤压成型的铝管经水冷后,通过一钝化槽,槽中装有钝化液,其组成为钝化剂、助剂、以及溶剂,质量浓度为1-15%的钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,质量浓度为0.2~0.5%的钝化剂II十二烷基磷酸酯,浓度为0.01~0.3%的助剂苯骈三氮唑或硅酸钠,溶剂为3~8%的95%乙醇加水。钝化pH 1.5~3.5,钝化温度35~50℃,钝化时间1~15秒。钝化后的铝管用40-100℃风吹干后转盘包装。该工艺流程简单、成本低廉、速度快、可进行在线钝化,钝化铝管耐腐蚀性能大幅度提高,药剂和钝化过程安全环保。
Description
技术领域
本发明属于金属材料表面处理领域,具体涉及一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及其钝化液。
背景技术
铝由于重量轻、价格低而被广泛用作为冰箱、冰柜蒸发器材料。由于铝管表面自然生成的氧化薄膜较薄且不致密,长期暴露在腐蚀介质或者环境中,极易使得铝管发生点蚀,从而导致制冷剂泄露,造成整台冰箱或冰柜故障甚至报废,这对资源是一种浪费,同时对环境也会造成严重污染。
对铝管表面进行防腐处理是提高其耐腐蚀性能的一条重要途径,而传统的处理方法为铬酸盐钝化处理,通过在铝管表面形成一层含有Cr(III)和Cr(VI)的双氧化态、结构致密、具有自修复效应,且耐蚀性能优良的转化膜层。该工艺简单、钝化成本低、膜结合力好、抗蚀性能高,同时具有自我修复能力。但由于Cr(VI)有剧毒性,对人和环境危害严重,目前世界各国纷纷立法,欧盟ROSH也指令要求电子、电器类产品须无铬化。迫于环境压力和人们环保意识的增强,无铬钝化已成为研究热点。专利CN 1417381A(铝件表面处理方法)和CN 1920110A(一种铝管内外壁阳极氧化工艺)提出采用阳极氧化工艺,经该法处理,铝表面形成一致密氧化膜层,铝管耐腐蚀性能大幅度提高。但该工艺要经预处理、阳极氧化、封口等步骤,过程复杂,时间较长。另外,较厚的氧化膜层脆硬,不利于后续冰箱、冰柜及空调生产过程的弯曲加工,铜铝之间接头容易产生泄漏。专利CN1683590、CN1811014提出钛盐和氟化物无铬工艺流程,专利CN101161861提出采用氟钛酸和有机磷酸化合物无铬钝化方法处理铝合金,但处理时间均较长。专利CN101158037A提出的冰箱、冰柜蒸发器用铝管的无铬钝化工艺,处理时间短,实现了康风连续挤压成形过程在线钝化,显著提高了铝管的耐蚀性,但该钝化产品表面过于光滑,影响蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘。本发明对该配方进行改进,提出采用硅烷为主体的钝化配方和相关工艺,其钝化时间短、过程简单,满足康风连续挤压成形过程在线钝化要求。钝化产品满足后续弯曲盘绕、焊接加工过程。
发明内容
本发明提出一种简单、快速无铬钝化液配方以及工艺方法,用于冰箱、冰柜等蒸发器用铝管无铬在线钝化。显著提高铝管的耐蚀性能,钝化产品满足欧盟ROHS指令要求、无毒环保,过程简单、快速,实现了铝管的在线钝化,产品能够满足冰箱冰柜生产过程中对蒸发器铝管弯曲加工、焊接要求,铝管与铝板箱体具有良好粘接加工性能。
本发明是在铝管康风连续挤压成型系统中增设一钝化槽,刚刚挤压成型并经冷却后的铝管与钝化槽中钝化液接触并反应,在其表面形成一层钝化膜。产品经风干固化,转盘包装。钝化过程能在线进行,过程简单,耐腐性能好,钝化铝管满足冰箱冰柜生产加工要求。
具体方案如下:将铝管在连续挤压成形的铝管冷却后,在钝化液中进行快速钝化,然后经风干固化,铝管表面形成一层钝化膜,所述的钝化液含有:质量浓度为1-15%的钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(优选3-6%),质量浓度为0.2~0.5%的钝化剂II十二烷基磷酸酯,质量浓度为0.01~0.3%的助剂苯骈三氮唑或硅酸钠,溶剂为质量浓度为3~8%的95%乙醇加水。
钝化时pH 1.5~3.5;钝化液温度为35℃~50℃;钝化时间为1~15秒。
风干固化温度为40-100℃;铝管为纯铝或铝合金;钝化在康风连续挤压生产在线进行。
上述的钝化剂和钝化助剂,能与铝管表面迅速反应形成钝化膜层,钝化配方不含有毒有害物质,钝化后铝管满足欧盟ROHS指令要求。
发明的优点和积极效果
本发明的钝化工艺简单,钝化时间短,成本低。只要在原有的康风连续挤压生产工艺上即可应用本发明进行生产,可实现在线钝化处理。本发明钝化液配方是将两种钝化剂混合在一起,并找到了最合适的配比,很好的发挥了两者的协同效应,再加上助剂的配合,所以经该工艺生产的钝化铝管耐蚀性能显著提高,耐中性盐雾试验可达550小时以上,钝化液、钝化铝管均符合环保要求,完全达到欧盟WEEE&ROHS标准。
以往的技术中CN101158037A提出的冰箱、冰柜蒸发器用铝管的无铬钝化工艺,处理时间短,实现了康风连续挤压成形过程在线钝化,显著提高了铝管的耐蚀性,但该钝化产品表面过于光滑,影响蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘,严重影响成品的质量。采用该发明处理后的铝管,其与铝板的硫化胶粘性能明显提高,几乎完全不会出现胶粘问题。
本发明的钝化溶液在温度10~50℃下保存30天仍可使用,其稳定性大大提高。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明,而非限制本发明。
实施例1
在线康风连续挤压成型的1060铝管(φ7.8×1mm)水冷后经钝化槽进行钝化,钝化槽内钝化液质量浓度和组成(下同)为:4%的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、0.4%的十二烷基磷酸酯,0.3%硅酸钠,溶剂为4%的95%乙醇加水。采用HNO3调节pH=2.0,控制钝化槽内温度40℃,在线钝化时间8秒。钝化槽内带有搅拌和恒温控温系统,槽中溶液通过泵和管路循环,钝化后的铝管在80℃下干燥固化3~5分钟,然后转盘包装;无蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘问题出现。
钝化铝管产品经取样测定,550小时中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)无明显变化,而未经钝化处理的空白铝管20小时就出现锈斑,40小时即出现坑点;应用性能试验表明,钝化铝管满足冰箱冰柜加工过程的焊接、弯曲、粘接等加工要求,钝化工艺过程安全环保,且钝化液中不含任何有害物质,满足欧盟WEEE&ROHS指令要求。
实施例2
在线康风连续挤压成型的1060铝管(φ8.0×1mm)水冷后经钝化槽进行钝化,钝化槽内钝化液质量浓度和组成(下同)为:5%的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、0.3%的十二烷基磷酸酯和0.3%的苯骈三氮唑,溶剂为5%的95%乙醇加水。采用HNO3调节pH=2.5,控制钝化槽内温度35℃,在线钝化时间5秒。钝化槽内带有搅拌和恒温控温系统,槽中溶液通过泵和管路循环。钝化后的铝管在90℃下干燥固化5~8分钟,然后转盘包装;无蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘问题出现。
钝化铝管产品经取样测定,570小时中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)无明显变化,应用性能试验表明,钝化铝管满足冰箱冰柜加工过程的焊接、弯曲、粘接等加工要求,钝化工艺过程安全环保,且钝化液中不含任何有害物质,满足欧盟WEEE&ROHS指令要求。
Claims (9)
1.一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,将铝管在连续挤压成形的铝管冷却后,在钝化液中进行快速钝化,然后经风干固化,铝管表面形成一层钝化膜,其特征在于,所述的钝化液含有:质量浓度为1-15%的钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,质量浓度为0.2~0.5%的钝化剂II十二烷基磷酸酯,质量浓度为0.01~0.3%的助剂苯骈三氮唑或硅酸钠,溶剂为质量浓度为3~8%的95%乙醇加水。
2.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,所述的钝化液中钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的质量浓度为3-6%。
3.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,钝化时pH1.5~3.5。
4.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,钝化时钝化液温度为35℃~50℃。
5.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,钝化时间为1~15秒。
6.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,风干固化温度为40-100℃。
7.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,铝管为纯铝或铝合金。
8.如权利要求1所述的冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法,其特征在于,钝化在康风连续挤压生产在线进行。
9.一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化液,其特征在于,所述的钝化液含有:质量浓度为1-15%的钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,质量浓度为0.2~0.5%的钝化剂II十二烷基磷酸酯,质量浓度为0.01~0.3%的助剂苯骈三氮唑或硅酸钠,溶剂为质量浓度3~8%的95%乙醇加水。
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