CN104630762A - 一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其三价铬钝化液成分包括三价铬盐、络合剂及成膜促进剂，其三价铬钝化液具体质量浓度配比为：氯化铬3～10g／L，有机酸络合剂1～4g/L，成膜促进剂1～3g／L。本发明使用后形成淡蓝色的薄膜，膜层均匀，能够达到铝合金表面装饰的效果；且安全、无有毒禁用物质；不含六价铬、氟、铅等有毒物质，便于废水处理；另外，本发明应用于铝板、铝合金及铝压铸件的表面防腐处理，其耐蚀性有明显提高，耐蚀性超过336小时以上，价格降低，大幅降低了生产成本。

Description

一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体为一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法。

背景技术

汽车上用的铸造铝合金，不经过表面处理，极易腐蚀，因此需要进行表面防腐处理。此前六价铬钝化能较好的满足铝合金耐蚀性的要求。但欧盟的Rohs指令以及美国的法律对整车、零部件中的有害物质的含量都进行了严格的限制，已经禁止六价铬在汽车零部件表面处理中的应用，国内也于2011年禁用六价铬钝化液。

六价铬钝化液的禁用，迫使研究人员寻找环保的、耐蚀性能高的六价铬钝化液的替代产品。因三价铬在许多方面有着类似六价铬的特性，有替代六价铬的潜能；又因Cr3+离子的毒性仅为Cr6+离子毒性的1％，毒性大大降低，既符合了欧盟的Rohs指令，也符合了美国的法律。所以国内外的研究人员把目光聚焦在三价铬钝化液的研究上。

尽管国内外研究人员对铝合金三价铬钝化液的研究很多，其钝化液处理板材的耐蚀性能有了很大程度地提高，但是对铝合金三价铬钝化液的成膜机理尚未形成统一的理论，成膜机理存在着争议。因此，关于铝合金三价铬钝化液的研究还需要进一步提高，另外，在生产成本上亦有进一步降低的空间。

目前铝合金三价铬钝化液的核心技术掌握外国研究人员手中，国内对三价铬钝化液的耐蚀性能与国外产品的耐蚀性能还存在着一定的差距，迫使国内研究人员继续研究三价铬钝化液，进一步提高三价铬钝化液的耐蚀性能，进而缩小与国外产品的性能差距。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其三价铬钝化液成分包括三价铬盐、络合剂及成膜促进剂，其三价铬钝化液具体质量浓度配比为：氯化铬3～10g／L，有机酸络合剂1～4g／L，成膜促进剂1～3g／L。

所述氯化铬为成膜主盐，提供Cr3+作为成膜的骨架。

所述有机酸络合剂为丙二酸、酒石酸、柠檬酸、丁二酸、苹果酸。

所述成膜促进剂包括氧化性成膜促进剂和耐蚀性成膜促进剂，包括钻、锆、钛及稀土元素。

所述成膜促进剂为锆盐。

所述三价铬钝化制备方法为：按比例称取氯化铬原料加适量水溶解，先后加入有机酸络合剂和成膜促进剂后，搅拌至络合剂完全溶解，形成深绿色、均匀透明的溶液即得钝化液。

与现有技术相比，本发明存在以下优点：1.钝化后形成淡蓝色的薄膜，膜层均匀，能够达到铝合金表面装饰的效果；

2.有机酸络合剂与Cr3+离子络合，又能较好的调节pH值，使其稳定在钝化液工作范围内。耐蚀性好，可与六价铬钝化相当。中性盐雾试验可达到336小时以上；

3.安全、无有毒禁用物质；不含六价铬、氟、铅等有毒物质，便于废水处理；

4.优选锆盐促进剂，能够提高钝化膜的耐蚀性，还能促进成膜。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其三价铬钝化液成分包括三价铬盐、络合剂及成膜促进剂，其三价铬钝化液具体质量浓度配比为：氯化铬3～10g／L，有机酸络合剂1～4g／L，成膜促进剂1～3g／L。

所述三价铬钝化制备方法为：按比例称取氯化铬原料加适量水溶解，先后加入有机酸络合剂和成膜促进剂后，搅拌至络合剂完全溶解，形成深绿色、均匀透明的溶液即得钝化液。

实施例1

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按6g／L的浓度加入适量水溶解，然后丙二酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡黄色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达48小时，腐蚀面积小于3％。

实施例2

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按6g／L的浓度加入适量水溶解，然后草酸4g／Ｌ，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡黄色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达72小时，腐蚀面积小于3％。

实施例3

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按6g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达96小时，腐蚀面积小于3％。

实施例4

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按3g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达72小时，腐蚀面积小于3％。

实施例5

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按10g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达120小时，腐蚀面积小于3％。

实施例6

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按10g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸1g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达108小时，腐蚀面积小于3％。

实施例7

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按10g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸3g/Ｌ，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达114小时，腐蚀面积小于3％。

实施例8

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按10g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈1g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达90小时，腐蚀面积小于3％。

实施例9

制备钝化液：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按10g／L的浓度加入适量水溶解，然后柠檬酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈2g/L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。

本实施例中钝化液处理工件后的各项性能参数为：通过上述钝化液处理得的工件，其表面覆盖一层稍显淡蓝色的钝化膜，膜层均匀光亮，依据标准GB／T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》方法，中性盐雾试验时间可达108小时，腐蚀面积小于3％。

由于铝合金密度小、质量轻，该技术的应用可以保证汽车轻量化零部件的防腐效果；并且与同条件的国外铝合金三价铬钝化液相比，价格降低，大幅降低了生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其三价铬钝化液成分包括三价铬盐、络合剂及成膜促进剂，其特征在于：其三价铬钝化液具体质量浓度配比为：氯化铬3～10g／L，有机酸络合剂1～4g/L，成膜促进剂1～3g／L。

2.根据权利要求1所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述氯化铬为成膜主盐，提供Cr3+作为成膜的骨架。

3.根据权利要求1所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述有机酸络合剂为丙二酸、酒石酸、柠檬酸、丁二酸、苹果酸。

4.根据权利要求1所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述成膜促进剂包括氧化性成膜促进剂和耐蚀性成膜促进剂，包括钴、锆、钛及稀土元素。

5.根据权利要求4所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述成膜促进剂为锆盐。

6.根据权利要求1所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述三价铬钝化制备方法为：按比例称取氯化铬原料加适量水溶解，先后加入有机酸络合剂和成膜促进剂后，搅拌至络合剂完全溶解，形成深绿色、均匀透明的溶液即得钝化液。

7.根据权利要求1所述的一种高耐蚀性铝合金的三价铬钝化液及其制备方法，其特征在于：所述三价铬钝化液制备方法为：选用氯化铬作为成膜主盐，先将氯化铬按6g／L的浓度加入适量水溶解，然后丙二酸4g／L，搅拌溶解，再加入硝酸铈3g／L，搅拌溶解，静置后即得钝化液。