CN102304711A

CN102304711A - 一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液及其应用

Info

Publication number: CN102304711A
Application number: CN201110297277A
Authority: CN
Inventors: 徐临超; 华学兵; 牛丽缓; 林继兴; 李勇; 栾成洋
Original assignee: Zhejiang Industry and Trade Vocational College
Current assignee: Zhejiang Industry and Trade Vocational College
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明公开了一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液及其应用，钝化液成分由钼酸盐、氟硼酸盐、硝酸盐、硼酸及酸性催化剂组成。钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾的一种或其复配物；氟硼酸盐为氟硼酸钠、氟硼酸钾的一种或其复配物；硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铜、硝酸钙的一种或其复配物；酸性催化剂为硝酸、硫酸、磷酸、醋酸的一种或其复配物。其各组分含量范围是：钼酸盐3～50克/升、氟硼酸盐1～20克/升、硝酸盐1～15克/升、硼酸0.1～10克/升、酸性催化剂调节pH至2～6之间，温度条件为常温。将铝及其合金材质的工件经除油除垢、活化并清洗干净后放入钝化液中进行钝化，可以提高铝合金的抗腐蚀能力。

Description

一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液及其应用

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，具体是指一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液及其应用。

背景技术

铝是自然界储藏最丰富的金属元素之一，由于铝及其合金具有比重小、良好的导热和导电性、反光性强、易于成型加工以及优异的物理化学性能、价格低廉等优点，目前广泛用于电子通讯、家电、建筑、汽车、水暖等领域。然而铝合金在潮湿、含工业气体、燃料气体等碱性介质和盐水中使用时极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等形式的破坏。

为了防止铝及其合金被腐蚀，人们一般会对其表面进行处理，铬酸盐钝化处理是目前广泛使用的方法。铬酸盐钝化处理可显著提高铝及其合金表面的抗蚀能力，同时该钝化膜对涂层有良好的附着力，加之成本低廉，因而得到了广泛应用，但铬酸盐钝化处理液含有对人体及环境极为有害的六价铬，不仅处理过程中会产生污染，而且钝化膜中的六价铬还将导致被处理产品在日后使用及废弃时对环境造成二次污染。

随着人们对环境保护意识的增强，六价铬的应用已逐渐受到严格限制。2003年2月13日，欧盟发布了“报废电子电气设备指令”和“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令”。前者从2004年8月13日生效，主要内容是出口至欧盟的10大类共99种电子电气产品回收及处理费用将由生产商自己负担；后者则从2006年7月1日起生效，主要禁止向欧盟销售含铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯等6种有害物质的电子电气产品，这一指令将涉及8大类共64种产品。

研究和开发无毒或低毒的物质以替代铬酸盐钝化工艺势在必行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种工艺简单、成本低廉、绿色环保、结合力好的铝及其合金表面环保型无铬钝化液。

本发明的另一个目的是提供了上述铝及其合金表面环保型无铬钝化液的应用。

为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是钼酸盐 3～50克/升；氟硼酸盐 1～20克/升；

硝酸盐 1～15克/升；硼酸0.1～10克/升；

酸性催化剂其添加量根据调节溶液pH至2～6之间所需，进行添加；

其余为水。

上述技术方案的优选设置是所述的钼酸盐5～20克/升、氟硼酸盐3～10克/升、硝酸盐4～10克/升、硼酸0.1～5克/升，酸性催化剂的添加量根据调节溶液pH至2.5～5.5之间所需，进行添加。

进一步设置是所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾或其复配物。所述氟硼酸盐为氟硼酸钠、氟硼酸钾或其复配物。所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铜、硝酸钙或其复配物。所述酸性催化剂为硝酸、硫酸、磷酸、醋酸或其复配物。

本发明的另一个发明目的，是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

（1）将铝及其合金材质的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；

（2）常温条件下，将经步骤（1）处理后的铝及其合金材质工件放入如权利要求1或2所述的钝化液中进行钝化，时间为10～30分钟；

（3）钝化完成后取出清洗并晾干或烘干。

本发明的优点：

本发明公开了一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液及其使用方法，提高了铝合金的抗腐蚀能力。该无铬酸钝化液钝化铝合金制品可以达到常用铬酸钝化液的钝化效果，并且具有铬酸钝化液无法比拟的有优点：

（1）无毒性。采用的原材料均为公认无毒害物质，避免了六价铬离子对环境污染及对工人身心健康的损害，改善了生产环境。

（2）处理时间较短，达到了高效的优点。

（3）在常温下即可发挥优良的钝化效果，且无沉渣产生，达到了节能环保的优点。

（4）经济效益和社会效益非常显著。该钝化液价格相对便宜，且可为使用者节约大笔用于污水处理的资金。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1抛光后铝片500放大图；

铝片经装有1200目砂纸抛光机抛光后的效果图。

图2铝片钝化效果500倍放大图；

经过本发明的无铬钝化液处理后的钝化膜层效果图，膜层特征：无色、具有金属光泽、对人体没有危害性且与漆膜的结合力优良。

图3盐雾试验腐蚀200小时后500倍放大图；

经过200小时的5%氯化钠中性盐雾实验后，基材表面仅有1%露出底材，但未发生腐蚀现象。

图4 本发明应用工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

本发明依次采用下列步骤即可在铝及其合金工件得到耐5%氯化钠中性盐雾可达200小时的钝化膜：

（a）将铝及其合金材质的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；

（b）配置好含有钼酸铵2～50克/升、氟硼酸钠1～20克/升、亚硝酸钠1～15克/升、冰醋酸（99.5%）0.5～10毫升/升、硼酸0.5～10克/升的钝化液，在药液温度为常温条件下将表面处理干净的工件浸入钝化液中进行钝化，时间为10～30分钟；

（c）钝化完成后取出清洗并晾干或烘干。

实施例2

（b）钝化液配置，配置好含有钼酸铵2克/升、氟硼酸钠1克/升、亚硝酸钠1克/升、冰醋酸（99.5%）0.5毫升/升、硼酸0.5克/升的钝化液，在药液温度为常温条件下将表面处理干净的工件浸入钝化液中进行钝化，时间为10分钟；

（c）钝化完成后取出清洗并晾干或烘干。

实施例3

（b）配置好含有钼酸铵50克/升、氟硼酸钠20克/升、亚硝酸钠15克/升、冰醋酸（99.5%）10毫升/升、硼酸10克/升的钝化液，在药液温度为常温条件下将表面处理干净的工件浸入钝化液中进行钝化，时间为30分钟；

（c）钝化完成后取出清洗并晾干或烘干。

Claims

1.一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于包括以下组分：

钼酸盐 3～50克/升；氟硼酸盐 1～20克/升；

硝酸盐 1～15克/升；硼酸0.1～10克/升；

其余为水。

2.根据权利要求1所述的一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于，所述的钼酸盐5～20克/升、氟硼酸盐3～10克/升、硝酸盐4～10克/升、硼酸0.1～5克/升，酸性催化剂的添加量根据调节溶液pH至2.5～5.5之间所需，进行添加。

3.根据权利要求1或2所述的一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于：所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾或其复配物。

4.根据权利要求1或2所述的铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于：所述氟硼酸盐为氟硼酸钠、氟硼酸钾或其复配物。

5.根据权利要求1或2所述的铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于：所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铜、硝酸钙或其复配物。

6.根据权利要求1或2所述的铝及其合金表面环保型无铬钝化液，其特征在于：所述酸性催化剂为硝酸、硫酸、磷酸、醋酸或其复配物。

7.一种铝及其合金表面环保型无铬钝化液的应用，其特征在于包括以下步骤：

（3）钝化完成后取出清洗并晾干或烘干。