CN104294248A - 一种变形铝合金环保钝化工艺 - Google Patents

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
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Abstract

本发明公开了一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸8-10g/L，氟锆酸3-5g/L，氨基三甲叉膦酸0.5-0.7g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.2-0.4g/L，高铁酸钾0.3-0.7g/L，水性聚氨酯112-116g/L，硅酸钠18-22g/L，余量为水；所述钝化工艺为：(1)除去铝合金表面的油脂；(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:4-6的比例稀释，控制温度为35-45℃，pH值为1.5-2.5，时间为60-90秒；(4)最后在120-130℃下干燥20-30分钟。

Description

一种变形铝合金环保钝化工艺
技术领域
本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种变形铝合金环保钝化工艺。
背景技术
传统上，铝合金表面的防护处理主要是铬酸盐钝化。因铬酸盐毒性高，对环境污染且易使人致癌。随着环保意识的增强，WEES和ROHS指令严格限制铬酸盐的使用。
近几年，有使用前景且效果较好的无铬钝化液主要是三价铬、钼酸盐、稀土铈盐、锆钛系和有机硅烷体系。
三价铬的毒性只有六价铬的1wt％左右，钝化液以三价铬盐为主。三价铬膜层均匀、附着性好，其耐蚀性能接近低铬酸盐钝化膜。但是钝化液中三价铬很难控制不被氧化成六价铬，而且在使用中也很难检测六价铬的浓度。所以三价铬为主体的钝化液，最终还存在着含铬的问题，不能从根本上解决铬的危害，其使用正逐渐退出市场。
钼与铬同族，且钼酸盐低毒，在替代铬酸盐处理方面具有一定的优势。钝化液中含钼酸或钼酸盐，与其它无机酸或盐配合使用，如磷酸或盐、高锰酸或盐等，钝化膜的耐蚀性能较好。但是，钼酸盐钝化膜耐蚀性不及铬酸盐钝化膜。
铈盐钝化膜中含铈的氧化物和氢氧化物，具有很好的耐蚀性，并接近低铬酸盐钝化膜。但是存在处理时间长，处理温度高，较为复杂等缺点，距实际生产还有一定的距离。
有机硅烷是利用Si-O-Al化学键和Si-O-Si网络结构对铝合金起到封闭作用，阻挡和隔离侵蚀性介质，如Cl-等，提高了抗腐蚀能力。同时，Si-OH健增强了膜与表面聚合物涂层(底漆)的附着能力。但是大多数硅烷需要醇作为溶剂，钝化液存在水解不完全，稳定性差和不能大比例稀释等问题。裸膜的耐盐雾腐蚀性能较差，不及铬酸盐钝化膜，涂敷表面聚合物涂层后，耐蚀性能与铬酸盐相当。
锆钛系是研究较早，比较可靠，应用较广的无铬处理液。钝化液主要钛锆的酸或盐、氟化物、磷酸或加入有机聚合物，如聚丙烯酸或脂，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮等。这种工艺可以在铝合金表面形成一层耐蚀的钝化膜。其防腐蚀能力同铬酸盐接近，已在市场上广泛使用。但也存在钝化液稳定性差和与表面聚合物涂层(底漆)的附着力不理想等缺陷。
近些年，有机磷酸可与金属螯和生成P-O-Me化合健(Me为金属)并能与表面聚合物涂层(底漆)的反应生成P-O-C共价键，成为了一种新的无铬处理工艺。有机磷酸能够将金属基体和表面聚合物涂层(底漆)更紧密地结合起来，增强了涂层对金属的附着力，同时磷酸盐与有机物形成的共价键可起到传统磷化工艺后处理的铬酸盐封闭作用，使得涂层具有更好的耐蚀性能。但现有技术报道的该种处理液还存在使用条件严格，操作麻烦等缺陷。
可见，现有技术中的各种替代铬的钝化液还存在这样那样的缺陷。
变形铝合金由于在组分上与铸造铝合金存在差异，因此，适于铸造铝合金的钝化液用于变形铝合金效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提出一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液专门针对变形铝合金设计，并且钝化液中不含铬，且可克服现有技术中的无铬钝化液的缺陷。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸8-10g/L，氟锆酸3-5g/L，氨基三甲叉膦酸0.5-0.7g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.2-0.4g/L，高铁酸钾0.3-0.7g/L，水性聚氨酯112-116g/L，硅酸钠18-22g/L，余量为水；所述钝化工艺为
(1)除去铝合金表面的油脂；
(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；
(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:4-6的比例稀释，控制温度为35-45℃，pH值为1.5-2.5，时间为60-90秒；
(4)最后在120-130℃下干燥20-30分钟。
本发明的有益效果为：
本发明钝化液专门为变形铝合金设计，而且适用于6系、7系等高性能铝合金。由于不含铬酸盐，不仅大大减轻了环境污染，满足WEES和ROHS指令的要求。本发明钝化液是直接将有机膦酸加入到钛锆体系，并添加有机树脂。有机膦酸先与Zr4+反应形成膦酸锆复合结构，利用生成P-O-Me化合键与基体结合，最后在铝合金表面形成Al-P-Zr-P结构、Al2O3-TiO2和有机树脂的的复合膜。高铁酸钾可以提高钝化膜的耐腐蚀性能，因此，由本发明钝化液形成的钝化膜耐蚀性能优良，与表面聚合物涂层附着力好。
具体实施方式
实施例一
一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸8g/L，氟锆酸5g/L，氨基三甲叉膦酸0.5g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.4g/L，高铁酸钾0.3g/L，水性聚氨酯116g/L，硅酸钠18g/L，余量为水；所述钝化工艺为
(1)除去铝合金表面的油脂；
(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；
(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:4的比例稀释，控制温度为45℃，pH值为1.5，时间为90秒；
(4)最后在120℃下干燥30分钟。
实施例二
一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸10g/L，氟锆酸3g/L，氨基三甲叉膦酸0.7g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.2g/L，高铁酸钾0.7g/L，水性聚氨酯112g/L，硅酸钠22g/L，余量为水；所述钝化工艺为
(1)除去铝合金表面的油脂；
(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；
(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:6的比例稀释，控制温度为35℃，pH值为2.5，时间为60秒；
(4)最后在130℃下干燥20分钟。
实施例三
一种变形铝合金环保钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸9g/L，氟锆酸4g/L，氨基三甲叉膦酸0.6g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.3g/L，高铁酸钾0.5g/L，水性聚氨酯114g/L，硅酸钠20g/L，余量为水；所述钝化工艺为
(1)除去铝合金表面的油脂；
(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；
(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:5的比例稀释，控制温度为40℃，pH值为2.0，时间为75秒；
(4)最后在125℃下干燥25分钟。

Claims (1)

1.一种变形铝合金环保钝化工艺，其特征在于，该工艺采用的钝化液的组成为：氟钛酸8-10g/L，氟锆酸3-5g/L，氨基三甲叉膦酸0.5-0.7g/L，2-羟基膦酸基乙酸0.2-0.4g/L，高铁酸钾0.3-0.7g/L，水性聚氨酯112-116g/L，硅酸钠18-22g/L，余量为水；所述钝化工艺为
(1)除去铝合金表面的油脂；
(2)将铝合金表面碱洗、脱氧活化；
(3)配制具有上述组分的钝化液，与水按照1:4-6的比例稀释，控制温度为35-45℃，pH值为1.5-2.5，时间为60-90秒；
(4)最后在120-130℃下干燥20-30分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111074263A (zh) * 2019-12-23 2020-04-28 三达奥克化学股份有限公司 用于耐磨轨道交通零件磷化后的环保型封闭剂及制备方法
CN111907923A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 宁波龙安包装科技有限公司 一种固体药用复合包装材料

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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