CN104195614B - 一种钝化剂及铝合金前处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钝化剂及铝合金前处理工艺，该钝化剂由如下组分组成：柠檬酸或苹果酸9‑20％；硼酸3‑5％；酒石酸3‑5％；硫酸0‑5％；葡糖酸3‑5％；表面活性剂0.19‑0.59％；水余量。该铝合金前处理工艺包括水洗、电解钝化、水洗、水洗、烘干的步骤。本发明的铝合金前处理工艺是通过电解氧化反应，在铝基体表面形成一层复杂凝胶状钝化膜层。

Description

一种钝化剂及铝合金前处理工艺

技术领域

本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体的说涉及一种钝化剂及铝合金前处理工艺。

技术背景

铝合金喷涂前处理工艺分为传统有铬化和锆钛无铬化两大类，传统有铬化处理延续至今，大部分企业还在延用，由于使用有毒、有害，国家禁用的一、二类有害化学品，如：氢氟酸、铬酸(六价)，已被列入禁用工艺行列；现代的钛锆无铬化处理至今正在普遍推广，钛锆无铬化处理虽然能够解决铬污染环境的问题，但此种加工工艺使用钛锆氟化物，一是增加了用氟的新污染，二是此种前处理介质(钝化膜)膜层超薄、柔软、耐磨性差，易被碰伤、划伤、擦伤，在实际生产过程中，被破坏的介质(钝化膜)表面很容易被周边环境污染和腐蚀，膜层污染或腐蚀后很难被发现，往往被腐蚀处有可能造成粉末涂层大面积脱落，又由于无铬化处理介质颜色是无色透明，在大批量生产过程中产品质量监测无法实现全检，只有完全靠工艺进行保证，一旦加工工艺出现失误、未发现，将导致重大的质量事故发生。

发明内容

本发明首先提供了一种钝化剂，该钝化剂由如下组分组成：

上述含量为重量百分比含量。

所述的表面活性剂为OP-10、TX-10、壬基酚聚氧乙烯醚、或烷基苯磺酸钠。

本发明还提供了一种利用上述钝化剂的铝合金前处理的工艺，其包括如下步骤：

①水洗：水洗2min；然后滴流0.5-1.0min；

②电解钝化：钝化剂：50-60g/L；直流电电压：15-18V；电流密度：0.13-0.20A/dm²；时间：4-6min；然后滴流0.5-1.0min；

③水洗：水洗2min、然后滴流0.5-1.0min；

④水洗：水洗2min、然后滴流0.5-1.0min；

⑤烘干：热风循环60-80℃、时间20-25min。

其中钝化剂的浓度50-60g/L，指的是将钝化剂加入2#槽时，每升水中加入50-60克的钝化剂；

其中，步骤①水洗的作用是去除型材表面灰尘和铝屑；步骤②电解钝化是去除型材表面油污、杂质、自然氧化膜，形成致密牢固可靠的钝化膜；步骤③水洗的作用是去除型材表面残留的钝化残液；步骤④的作用是充分去除型材表面残留物，保证钝化膜更洁净；步骤⑤的作用是将型材表面的所有水份去除，保证型材干燥。

与传统和现代前处理相比，本发明具有如下重大技术突破：

1.以现代环保、节能、降耗、减排清洁生产的角度，进行创新，从新设计前处理生产线，采用电化学电解钝化成膜；

2.本发明提供的钝化剂，彻底杜绝了有毒、有害的氢氟酸、铬酸(六价)、锆钛氟化物中氟的新污染，使铝加工企业污水处理有害物质零排放。

3.摒弃了传统与现代工艺所需的脱脂表调，采用了一槽代替二槽，并用电解槽代替了脱脂表调槽和铬化槽；

4.节约了两道水洗槽用水，节水2/3，大大的降低了用水量和废水排放量。

5.缩短了加工时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明的铝合金前处理工艺是通过电解氧化反应，所使用的钝化剂为有机酸复合盐和无机混合酸(低浓度、无毒、无害)，在铝基体表面形成一层复杂凝胶状钝化膜层，此膜层呈现七彩淡蓝颜色、吸附性强，同时在铝材封闭内腔形成同样的膜层，使其具有更加独特的内外保护层。

铝合金型材前处理工艺完成后，可进行后续喷粉涂装，使粉末涂层与型材表面结合力(附着力)更强，是现有技术中其他表面处理工艺无法超越的，废水处理无有毒、有害物质，且废水处理量明显减少。

本发明的铝合金前处理工艺用槽少、工艺流程短、槽液带出和排放的废水少，既提高了生产效率、降低了能耗，又减少了废水的处理量。

本发明简化了生产工艺、提高了生产效率、降低了生产成本、减少了废水排放；不再使用有毒、有害，国家禁用的一、二类有害化学品，如：氢氟酸、铬酸(六价)以及其它重金属盐。工艺简单、可操作性要强，产品在线可以随时监控产品质量，凝胶状钝化膜层稳定性强；通过电解钝化过程的电腐蚀起到脱脂表调的作用，使用低浓度的有机酸配方做导电介质，加工过程采用低电压，低电流、常温电解成膜(凝胶膜层)、成膜速度快、加工时间短，电耗是传统工艺的1/8—1/10。性能指标要完全达到有铬化处理工艺性能指标要求，经过后续粉末喷涂后涂层在附着力性能试验，完全达到国家GB5237-2008标准要求。

附图说明

图1本发明铝合金前处理槽位布置图。

其中1#槽应用于步骤①，2#槽应用于步骤②；3#槽应用于步骤③；4#槽应用于步骤④；烘干炉应用于步骤⑤。

具体实施方式

下列实施例所用铝合金型材壁厚1.2mm。

实施例1制备钝化剂

钝化剂的制备是将所需组分依比例注入反应釜中再加以搅拌制成，本实施例按照表1的各组分的重量百分比含量，加上水配制所需的钝化剂。

表1钝化剂中各组分的含量

实施例2，以配方A、a、F、f、K、k、P、p分别进行相同步骤操作

铝型材进入1#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入2#槽，通电后，温度升高稳定后为36℃～38℃、钝化剂含量58g/L(1升水中钝化剂含量为58克)、直流电电压设定15V、电流密度设定0.15A/dm²、时间4min、吊出滴流1.0min；进入3#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入4#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入烘干炉，温度设定60℃、烘烤20min出炉；

前处理表面形成凝胶状钝化膜层厚度为0.3-0.4微米，产品质量稳定性能，如此处理的铝型材可用于进一步喷涂平光粉末，经喷涂处理：干湿附着力达到0级。

实施例3，以配方B、b、G、g、L、l、Q、q分别进行相同步骤操作

铝型材进入1#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流0.5min；进入2#槽，通电后，温度稳定在8℃～10℃、钝化剂含量60g/L、直流电电压设定18V、电流密度设定0.13A/dm²、时间6min、吊出滴流0.5min；进入3#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入4#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入烘干炉，温度设定80℃、烘烤25min出炉。

铝型材表面形成凝胶状钝化膜层厚度为0.3-0.4微米，产品质量稳定性能，如此处理的铝型材可用于进一步喷涂平光粉末，经喷涂处理：干湿附着力达到0级。

实施例4，以配方C、c、H、h、M、m、R、r分别进行相同步骤操作

铝型材进入1#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入2#槽，通电后，温度稳定为20℃～22℃、钝化剂含量52g/L、直流电电压设定17V、电流密度设定0.20A/dm²、时间6min、吊出滴流1.0min；进入3#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入4#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入烘干炉，温度设定80℃、烘烤20min出炉；

前处理表面形成凝胶状钝化膜层厚度为0.3-0.4微米，产品质量稳定性能，如此处理的铝型材可用于进一步喷涂砂面粉末，经喷涂处理：干湿附着力达到0级。

实施例5，以配方D、d、I、i、N、n、S、s分别进行相同步骤操作

铝型材进入1#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入2#槽，通电后，温度升高后稳定为28℃～30℃、槽液含量53g/L、直流电电压设定16V、电流密度设定0.17A/dm²、时间5min、吊出滴流1.0min；进入3#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入4#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入烘干炉，温度设定80℃、烘烤25min出炉；

前处理表面形成复杂凝胶状钝化膜层厚度为0.3-0.4微米，产品质量稳定性能，如此处理的铝型材可用于进一步喷涂木纹转印粉末，经喷涂处理：干湿附着力达到0级。

实施例6，以配方E、e、J、j、O、o、T、t分别进行相同步骤操作

铝型材进入1#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入2#槽，通电后，温度稳定为20℃～22℃、钝化剂含量50g/L、直流电电压设定18V、电流密度设定0.20A/dm²、时间6min、吊出滴流1.0min；进入3#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入4#槽，室温、上下水洗2min、吊出滴流1.0min；进入烘干炉，温度设定80℃、烘烤20min出炉；

前处理表面形成凝胶状钝化膜层厚度为0.3-0.4微米，产品质量稳定性能，如此处理的铝型材可用于进一步喷涂砂面粉末，经喷涂处理：干湿附着力达到0级。

Claims (2)

1.一种钝化剂，该钝化剂由如下组分组成：

所述的表面活性剂为OP-10；或TX-10；或壬基酚聚氧乙烯醚；或烷基苯磺酸钠。

2.一种应用权利要求1所述钝化剂进行铝合金前处理的工艺，其特征在于包括如下步骤：

①水洗：温度：室温；水洗2min；然后滴流0.5-1.0min；

②电解钝化：钝化剂：50-60g/L；直流电电压：15-18V；电流密度：0.13-0.20A/dm²；时间：4-6min；然后滴流0.5-1.0min；

③水洗：水洗2min、然后滴流0.5-1.0min；

④水洗：水洗2min、然后滴流0.5-1.0min；

⑤烘干：热风循环60-80℃、时间20-25min。