CN105018915A - 一种铝合金陶化液 - Google Patents

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王修春
潘喜庆
王小军
张晶
伊希斌
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Abstract

本发明公开了一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂1～5份、辅助成膜剂2～5份、缓冲剂0.5～2份、络合剂0.5～1份、稳定剂2～10份。本发明在常温下能够在铝合金表面得到均匀、致密的无色的陶化膜，该陶化膜可以作为铝合金零部件裸膜抗腐蚀使用，也可作为涂装底层，以取代含有六价铬、三价铬等污染成分的处理液，以满足保护环境的要求，本发明中的锆盐和钛盐作为主成膜剂在铝合金表面形成难溶的陶瓷涂层。本发明中的硅烷可以通过化学键和陶瓷膜复合交联在一起形成抗盐雾腐蚀能力强的网状陶化膜。本发明中的稳定剂可以使硅烷在溶液中不发生水解，以保持陶化液长期使用。可在常温下进行，不需加温，减少能源消耗。

Description

一种铝合金陶化液
技术领域
本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金陶化液。
背景技术
铝合金虽然被广泛地应用，但是由于铝合金的电极电位较低，当在潮湿的环境中与高电位金属接触时，极易产生接触腐蚀。在潮湿的空气中使用时，潮湿的空气凝结在铝合金表面形成水膜，更为严重的是潮湿空气中存在一定的Cl2、SO2、H2S以及CO2等物质时，铝合金材料更容易发生点蚀、晶间腐蚀以及应力腐蚀等形式的破坏。所以需要在铝合金材料的表面形成一定的保护层，以避免受到外界的腐蚀破坏。
目前铝合金普遍采用阳极氧化和铬酸盐化学转化膜技术提高耐蚀性，但是阳极氧化封闭层及化学转化膜工艺一般使用含重金属铬的处理剂。由于六价铬对环境会造成污染，并且会对人体危害严重而被严格限制使用。目前以硅烷为主的陶化处理和以氟锆酸盐、氟钛酸盐为主的陶瓷化处理由于具有良好的环保特点成为研究热点。但这种工艺还存在耐蚀性不足、溶液稳定性较低等缺点。专利201410673939.4提出了铝合金表面处理的锰锆系无铬钝化液及其处理方法，以氟锆酸盐、高锰酸钾为主，专利未给出使用效果。专利201410080618.3提出一种基于钼酸盐在铝合金表面制备化学转化膜方法，以氟锆酸盐、氟钛酸盐、钼酸盐为主，得到一种金黄色膜，盐雾试验时间较短，其膜层主要作为涂装底层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金陶化液。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂1～5份、辅助成膜剂2～5份、缓冲剂0.5～2份、络合剂0.5～1份、稳定剂2～10份。
优选的，所述铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂2～4份、辅助成膜剂3～4份、缓冲剂1～2份、络合剂0.5～1份、稳定剂5～8份。
优选的，所述铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂3份、辅助成膜剂4份、缓冲剂1份、络合剂0.5份、稳定剂7份。
优选的，所述成膜剂为氟锆酸钾、氟锆酸钠、氟钛酸钠或氟钛酸钾。
优选的，所述辅助成膜剂为硅烷KH550或KH560。
优选的，所述缓冲剂为氟化钠、氟化钾或硼酸。
优选的，所述络合剂为酒石酸、柠檬酸、乳酸或EDTA-2Na。
优选的，所述稳定剂为甲醇或乙醇。
所述铝合金陶化液的使用方法为：首先用去离子水对铝合金陶化液进行稀释，并且调节溶液的pH为3～6，20～35℃下浸泡5～10分钟。
优选的，所述陶化液与去离子水的体积比为1:15-20。
铝合金在进行陶化之前需要进行脱脂、水洗、去氧化膜以及再次水洗的步骤，陶化以后还要经过水洗和热水洗的处理。
本发明的有益技术效果为：
1、本发明在常温下能够在铝合金表面得到均匀、致密的无色的陶化膜，该陶化膜可以作为铝合金零部件裸膜抗腐蚀使用，也可作为涂装底层，以取代含有六价铬、三价铬等污染成分的处理液，以满足保护环境的要求；
2、本发明中的锆盐和钛盐作为主成膜剂在铝合金表面形成难溶的陶瓷涂层。
3、本发明中的硅烷可以通过化学键和陶瓷膜复合交联在一起形成抗盐雾腐蚀能力强的网状陶化膜。
4、本发明中的稳定剂可以使硅烷在溶液中不发生水解，以保持陶化液长期使用。
5、可在常温下进行，不需加温，减少能源消耗。
6、控制变量少，易操作，仅需控制陶化液的pH值。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：氟锆酸钾3份、硅烷KH5504份、氟化钠1份、酒石酸0.5份、甲醇7份。
所述陶化液在使用前用去离子水进行稀释，陶化液与去离子水的体积比为1:20，且调节溶液的pH为3，30℃下浸泡5分钟。
采用中性盐雾试验(GB/T1771-91)测试以上实施例中的铝合金陶化膜的耐蚀性，耐中性盐雾试验时间达到150小时。
实施例2
一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：氟锆酸钠3份、硅烷KH5602份、氟化钠1份、柠檬酸0.5份、乙醇5份。
所述陶化液在使用前用去离子水进行稀释，陶化液与去离子水的体积比为1:20，且调节溶液的pH为4，25℃下浸泡7分钟。
采用中性盐雾试验(GB/T1771-91)测试以上实施例中的铝合金陶化膜的耐蚀性，耐中性盐雾试验时间达到100小时。
实施例3
一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：氟钛酸钠5份、硅烷KH5505份、氟化钾2份、乳酸1份、甲醇5份。
所述陶化液在使用前用去离子水进行稀释，陶化液与去离子水的体积比为1:15，且调节溶液的pH为5，35℃下浸泡10分钟。
采用中性盐雾试验(GB/T1771-91)测试以上实施例中的铝合金陶化膜的耐蚀性，耐中性盐雾试验时间达到140小时。
实施例4
一种铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：氟钛酸钾2份、硅烷KH5604份、硼酸1.5份、EDTA-2Na 0.5份、乙醇8份。
所述陶化液在使用前用去离子水进行稀释，陶化液与去离子水的体积比为1:18，且调节溶液的pH为6，20℃浸泡9分钟。
采用中性盐雾试验(GB/T1771-91)测试以上实施例中的铝合金陶化膜的耐蚀性，耐中性盐雾试验时间达到96小时。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种铝合金陶化液，其特征在于：由以下重量份比的组分组成：成膜剂1～5份、辅助成膜剂2～5份、缓冲剂0.5～2份、络合剂0.5～1份、稳定剂2～10份。
2.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂2～4份、辅助成膜剂3～4份、缓冲剂1～2份、络合剂0.5～1份、稳定剂5～8份。
3.根据权利要求2所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述铝合金陶化液，由以下重量份比的组分组成：成膜剂3份、辅助成膜剂4份、缓冲剂1份、络合剂0.5份、稳定剂7份。
4.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述成膜剂为氟锆酸钾、氟锆酸钠、氟钛酸钠或氟钛酸钾。
5.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述辅助成膜剂为硅烷KH550或KH560。
6.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述缓冲剂为氟化钠、氟化钾或硼酸。
7.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述络合剂为酒石酸、柠檬酸、乳酸或EDTA-2Na。
8.根据权利要求1所述的铝合金陶化液，其特征在于：所述稳定剂为甲醇或乙醇。
9.权利要求1-8任一所述的铝合金陶化液的使用方法为：首先用去离子水对铝合金陶化液进行稀释，并且调节溶液的pH值为3～6，20～35℃下浸泡5～10分钟。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：所述铝合金陶化液与去离子水的体积比为1:15-20。
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