CN101892476B - 一种铝合金化学氧化处理溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金化学氧化处理溶液，其为由柠檬酸盐，葡萄糖酸盐，酒石酸盐，三价铁盐，亚铬酸盐以及无机酸溶解在水中形成的水溶液，其中含有柠檬酸盐6～20g/L，葡萄糖酸盐1～5g/L，酒石酸盐1～3g/L，三价铁盐1～5g/L，亚铬酸盐3～5g/L以及无机酸10～30g/L。本发明氧化处理溶液的制备简单，成本低，采用其进行氧化处理时，对工艺条件的控制要求相对较低，操作简便，且获得的氧化膜层均匀致密，与基底结合紧密。此外，本发明氧化处理溶液的使用不受零件大小和形状的限制，适于各种铝合金工件的表面处理。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金表面处理技术领域，特别涉及一种用于铝合金表面氧化处理的化学氧化处理溶液。
背景技术
铝合金作为一种广泛应用的工业材料，因具有高强高韧、高比强高比模、耐热耐蚀、加工成型容易等特性而受到多种行业如航空航天、汽车、精密仪器等的广泛关注。由于铝合金的表面硬度低，容易被磨损，因此，铝零件加工成型后，往往要求进行表面处理。
现有技术中，最常见的表面处理为使用氧化处理溶液的化学氧化处理。例如，中国发明专利申请89104371.3公开了采用由铬酐、氟化物、铁氰化钾、表面活性剂、稀有元素等组成的化学氧化溶液对铝及其合金表面进行化学氧化处理的方法，氧化后铝合金氧化膜呈稻黄色，该方法由于所形成的氧化膜为铬酸盐，其中含有的Cr6+因其存在严重的污染问题而受到严格限制。中国发明专利申请200910000247.2公开了一种采用由铝酸盐、柠檬酸或柠檬酸盐、偏钒酸盐、氟化物和无机酸混合而成的氧化处理水溶液对铝合金表面进行氧化处理，氧化后铝合金工件表面膜层为无色，该方法与之前的氧化处理方法相比，防腐效果和环保性有所提高，然而，该氧化处理溶液所形成的膜层与铝基底之间的结合性不够理想，因而，使用该处理溶液进行氧化处理时，需要对工艺条件等进行严格的控制，增加了操作难度和影响了生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的铝合金化学氧化处理溶液以提高氧化膜层的致密性能和增强氧化膜层与铝合金基底之间的结合力。
为解决以上技术问题，本发明所采用如下技术方案：
一种铝合金化学氧化处理溶液，其为由柠檬酸盐，葡萄糖酸盐，酒石酸盐，三价铁盐，亚铬酸盐，无机酸溶解在水中形成的水溶液，其中含有柠檬酸盐6～20g/L，葡萄糖酸盐1～5g/L，酒石酸盐1～3g/L，三价铁盐1～5g/L，亚铬酸盐3～5g/L以及无机酸10～30g/L，所述柠檬酸盐、葡萄糖酸盐、酒石酸盐、亚铬酸盐独立地为锂盐、钠盐、钾盐、铷盐或铯盐。
优选地，所述柠檬酸盐、葡萄糖酸、酒石酸盐、亚铬酸盐独立地为钠盐或钾盐。所述三价铁盐可以为磷酸铁，硝酸铁，硫酸铁及氯化铁中的一种或多种。
根据本发明，所述无机酸优选为磷酸、硝酸或它们的混合物。
根据本发明的进一步实施方案，所述溶液中含有柠檬酸盐8～12g/L，葡萄糖酸盐2～4g/L，酒石酸盐1～3g/L，三价铁盐1～3g/L，亚铬酸盐3～5g/L，无机酸18～30g/L。
使用本发明氧化处理溶液进行铝合金的氧化处理时，可参照常规的工艺流程进行，处理温度为35℃～75℃，处理时间为1～10min左右。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、根据本发明的氧化处理溶液中的酒石酸盐具有一定的表面吸附增强作用，同时其能增大阴极极化，增加氧化膜层组织晶粒的形核率，从而细化组织，使得形成的氧化膜层更为致密；溶液中的葡萄糖酸盐具有一定的缓释作用，其与三价铁离子形成少量螯合物，能够增强氧化膜层与铝合金基底的结合力以及平整表面的作用。
2、采用本发明的氧化处理溶液进行氧化处理时，对工艺条件的控制要求相对较低，更便于操作。
3、本发明氧化处理溶液的使用不受零件大小和形状的限制，适于各种铝合金工件的表面处理。
4、本发明氧化处理溶液的制备简单，成本低，且由于不含剧毒的六价铬，属绿色环保处理液，应用不受限制。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明：
实施例1
一种化学氧化处理溶液，其中含柠檬酸钠10g/L、亚铬酸钠4g/L、葡萄糖酸钠2g/L、酒石酸钠3g/L、氯化铁1g/L、硝酸18g/L。
实施例2
一种化学氧化处理溶液，其中含柠檬酸钾7g/L、亚铬酸钾5g/L、葡萄糖酸钾3g/L、酒石酸钾3g/L、氯化铁1g/L、硝酸18g/L。
实施例3
一种化学氧化处理溶液，其中含柠檬酸钠7g/L、亚铬酸钠4g/L、葡萄糖酸钠3g/L、酒石酸钠3g/L、硝酸铁3g/L、磷酸25g/L。
实施例4
一种化学氧化处理溶液，其中含柠檬酸钠16g/L、亚铬酸钠6g/L、葡萄糖酸钠3g/L、酒石酸钠2g/L、硝酸铁3g/L、磷酸25g/L。
以常用的LY12为研究对象，按照下述氧化工艺实施本发明：
(1)、脱脂去氧化膜：将LY12硬铝合金浸入脱脂去氧化膜溶液中(含氢氧化钠35g/L和NaNO3100g/L)20s。如果表面油脂难以除去，可在此步骤之前用中性除油剂去除铝合金产品表面的油脂或者将溶液升温至50～70℃后再浸渍，否则在常温下处理。
(2)、用清水冲洗LY12硬铝合金表面；
(3)、将LY12硬铝合金放入HNO3中活化3s，之后，清洗铝合金表面；
(4)、将铝合金浸入50℃左右的化学氧化溶液中约3min，其中化学氧化溶液采用本发明实施例1～4的溶液。
(5)、用清水冲洗铝合金；
(6)、用OY-61铝化学氧化封闭剂对铝合金制品进行封闭处理，处理温度为90～95℃，处理时间为8～12min。
以脱脂棉力度均匀地擦拭分别经过实施例1至4的化学氧化处理溶液处理后的铝合金表面200次以上，均未见基底露出。另外，采用锉刀法评价其结合力，用扁锉呈45度，由基底金属向镀层方向锉镀层的边棱，氧化膜层均未见揭起或脱落。表明经过实施例1至4的氧化处理溶液处理后的氧化膜层与基底之间的结合力强。
综上，经过本发明化学氧化处理溶液处理后的膜层不仅可以作为最终处理膜层，也可以作为诸如喷塑、喷漆的前处理，值得指出的是本发明尤其适用于铝合金化学发黑前的氧化工艺过程。由于所得多孔膜层规整致密，表面平整度高，所以经过发黑处理后合金表面颜色均匀、色泽光艳，且合金表面有一定的耐磨性，使铝合金化学氧化后发黑表面质量得到大幅度提高。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铝合金化学氧化处理溶液，其特征在于：所述化学氧化处理溶液由柠檬酸盐，葡萄糖酸盐，酒石酸盐，三价铁盐，亚铬酸盐，无机酸以及水组成，其中含有柠檬酸盐6～20g/L，葡萄糖酸盐1～5g/L，酒石酸盐1～3g/L，三价铁盐1～5g/L，亚铬酸盐3～5g/L以及无机酸15～30g/L，所述柠檬酸盐、葡萄糖酸盐、酒石酸盐独立地为锂盐、钠盐、钾盐、铷盐或铯盐。
2.根据权利要求1所述的铝合金化学氧化处理溶液，其特征在于：所述柠檬酸盐、亚铬酸盐、葡萄糖酸盐、酒石酸盐独立地为钠盐或钾盐。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金化学氧化处理溶液，其特征在于：所述三价铁盐为选自磷酸铁，硝酸铁，硫酸铁及氯化铁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的铝合金化学氧化处理溶液，其特征在于：所述无机酸为磷酸或硝酸或者它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的铝合金化学氧化处理溶液，其特征在于：所述溶液中含有柠檬酸盐8～16g/L，葡萄糖酸盐2～4g/L，酒石酸盐1～3g/L，三价铁盐1～5g/L，亚铬酸盐3～5g/L以及无机酸18～30g/L。
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