CN105112978A - 一种铝合金表面处理剂和铝合金表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属表面加工技术领域，具体涉及一种铝合金表面处理剂和铝合金表面处理方法。本发明提供一种由重量份数200～400份无机强碱弱酸盐、100～170份有机羧酸盐、25～60份非离子型表面活性剂、1000份溶剂组成的铝合金表面处理剂，该铝合金表面处理剂的表面张力小，浸润和腐蚀能力强，适用于对硫酸阳极氧化法产生的孔洞进行腐蚀，还提供一种结合阳极氧化法和化学腐蚀法的铝合金表面处理方法，结合两者的优点，提高铝合金表面的孔隙率和孔洞大小，经该方法处理后的铝合金与塑料的结合强度高。

Description

一种铝合金表面处理剂和铝合金表面处理方法

技术领域

本发明涉及金属表面加工技术领域，具体涉及一种铝合金表面处理剂和铝合金表面处理方法。

背景技术

现有技术中，通常会将金属外壳包覆一层塑料层，利用塑料层起到隔热、防撞、抗刮等保护作用，但是金属与塑料之间的结合难度高，给金属与塑料结合的表面处理工艺增加了难度。目前，主要通过对金属进行表面蚀孔处理，增加金属与塑料的结合强度，其中蚀孔处理主要包括：阳极氧化法和化学腐蚀法。但阳极氧化法孔径和孔深较小，化学腐蚀法需要合理根据金属成分及表面结构配置腐蚀液，且需合理控制腐蚀程度，反应过程难以控制，并且处理后的孔隙率普遍较低。

专利申请号为201410378321.5的专利文件公开了一种多孔金属处理液及复合体材料的制备方法，其适用于粉末烧结技术形成的表面具有孔洞的多孔金属基材，且多孔金属处理液的表面张力较大，不利于液体对金属表面孔洞进行浸润，从而影响孔洞内化学腐蚀的进行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种铝合金表面处理剂和铝合金表面处理方法，聚羧酸盐与非聚羧酸的有机羧酸盐的复合作用能够减少铝合金表面处理剂的表面张力，避免溶剂中颗粒物聚集沉降，便于其对铝合金表面孔洞进行浸润、腐蚀；同时利用了阳极氧化法和化学腐蚀法对铝合金进行表面处理，结合两者的优点，提高铝合金表面的孔隙率，并且通过铝合金表面处理液的扩孔处理，增加孔径与孔深。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐200～400份

有机羧酸盐100～170份

非离子型表面活性剂25～60份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐由50～70份重量份数聚羧酸盐和50～100份重量份数非聚羧酸的羧酸盐组成。

上述配比的成分中，无机强碱弱酸盐和有机羧酸盐可以在水中电离，使溶液呈碱性，因此该铝合金表面处理剂能对铝合金表面进行腐蚀，增加孔洞的深度与孔径，增强铝合金与塑料的结合强度。其中有机羧酸盐起到阴离子型表面活性剂的作用，羧酸根离子为亲水基，极容易与非离子型表面活性剂产生复合作用，降低该铝合金表面处理剂的表面张力，铝合金表面处理剂能够在金属表面均匀铺张，可深入并腐蚀微孔级孔洞，进一步增强铝合金与塑料的结合强度。其中，聚羧酸盐一般作为减水剂用于水泥行业，但本发明引入的聚羧酸盐能够起到阻垢剂的作用，在碱性条件下，发生电离，与金属离子发生络合作用，阻止溶剂中颗粒物聚集沉降，并维持其悬浮状态，避免颗粒沉降影响铝合金表面处理剂对孔洞的腐蚀。

其中，所述无机强碱弱酸盐为酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硫化钠、硫氢化钠、硫化钾、硫氢化钾、亚硫酸钠、乙酸钠、磷酸钠、次氯酸钠中的至少一种。

其中，所述聚羧酸盐为以丙烯酸、马来酸为主体的多元体共聚物的碱性金属盐中的至少一种，优选地，所述聚羧酸盐为马来酸-丙烯酸共聚物钠盐、丙烯酸均聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钠盐、马来酸-丙烯酸共聚物钾盐、丙烯酸均聚物钾盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钾盐中的至少一种；所述的非聚羧酸的羧酸盐为乳酸钠、酒石酸钠、乙醇酸钠、柠檬酸三钠、葡萄糖酸钠、氮川三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二乙三胺五乙酸钠、羟基乙醇酸、草酸钠、马来酸钠、丙二酸钠、琥珀酸钠中的至少一种。

本发明的使铝合金表面处理剂呈碱性的有效成分为有机和无机的碱性金属盐，通过水解产生氢氧根离子。采用碱性金属盐的好处在于：由于水解反应为可逆反应，因此在腐蚀过程中，氢氧根离子浓度降低，促进水解反应的进行，令溶液的pH下降速度较为缓慢，便于对腐蚀过程进行检测以及调控。由于无机的碱性金属盐的碱性比有机的碱性金属盐强，碱剂的主要成分为无机的碱性金属盐，为铝合金表面处理剂水解出足够的氢氧根离子，有机羧酸盐的主要作用为电离产生脂肪酸根离子，脂肪酸根中的羧基为亲水基，在碱性溶液中能够起到很好的润滑效果，从而使铝合金表面处理液能够深入孔洞，发生化学腐蚀，孔洞的腐蚀效果更加显著。

其中，所述的非离子型表面活性剂为吐温20、吐温40、吐温60、司盘20、司盘40、司盘60中的至少一种。

非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在，所以它的稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，因此也不会因为腐蚀过程中由于氢氧根离子的消耗而影响其作用，能够维持基本的降低溶液的表面张力的作用，与其他类型表面活性剂能混合使用，相容性好，在各种溶剂中均有良好的溶解性，在固体表面上不发生强烈吸附。其中吐温与司盘系列的非离子表面活性剂源于天然产品，具有易生物降解、低毒性等特点。

其中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙醚中的至少一种。水性溶剂有利于碱性金属盐的电离与水解，也因此需要表面活性剂的参与，降低水性溶剂的表面张力。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

在硫酸电解液中阳极氧化时，作为阳极的铝合金基材，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而又非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界、杂质密集点、晶格缺陷等）发生局部溶解而产生大量孔隙，使基体金属能与进入孔隙的硫酸溶液接触，电流也因此得以继续传导，从而新的氧化层以孔洞为中心展开，最后汇合，使局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧化反应的延长，膜的不断修补与溶解，从而使铝合金基材表面生成薄而致密的内阻挡氧化层和厚而多孔的外氧化层。

硫酸阳极氧化工艺与其它阳极氧化工艺相比，具有工艺配方简单，溶液组成稳定，无需频频调节，可在常温下操作，工艺容易掌握等优点。硫酸阳极氧化工艺所获膜层可达8μm以上，具有较好的耐蚀、耐磨、耐候性能，膜层多孔，孔隙率可达15%以上。

利用本发明的铝合金表面处理剂对多孔的氧化膜层进一步进行扩孔处理，有别于传统的化学腐蚀产生孔洞的方法，在多孔氧化膜的基础上进行腐蚀，增加孔洞内部深度和表面粗糙度，得到一种可与塑料稳固相连的多孔铝合金。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在40℃～50℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理180s～360s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为40g/L～60g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为40℃～60℃，浸泡时间为10～30s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为130g/L～150g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为10～30s，对铝合金基材进行水洗。

预处理使铝合金基材表面更加洁净，防止表面杂质对后续的孔洞的产生与加工处理产生不良影响。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入180g/L～200g/L的硫酸溶液中，在温度15℃～20℃，电压12V～25V的条件下电解5min～30min，铝合金基材表面产生2μm～15μm厚度的氧化铝膜层。

适当提高电压（≥12V）有利于加速膜的生成速度，缩短阳极氧化时间，增加膜层的孔隙率，但电压高于25V时，阳极氧化过程中产生大量的热，膜孔内热效应加大，局部温度上升显著，从而加快了氧化膜的溶解速度，成膜速度下降，遇到复杂结构铝合金基材还会造成电流分布不均，进而出现容易擦去的疏松、发脆或开裂的氧化膜，严重时还可能引起烧蚀铝合金基材的后果。

当溶液温度高于20℃时，膜层溶解速度上升，造成膜的生成率、膜层硬度和膜层厚度降低，耐磨和耐蚀性能下降，氧化膜层变得疏松甚至可能出现粉状膜层；当溶液温度低于15℃时，氧化膜的厚度虽最大厚度较高，耐磨性也较好，但膜层脆性增大，孔隙率较小。

硫酸浓度高于200g/L时，所获氧化膜孔隙率高，但其硬度和耐磨性较差，开始时氧化膜的生长速度虽然较快，但随着时间的延长，膜的成长速度反而比硫酸浓度低时的成长速度更低，不容易获得较厚的氧化膜。若此时溶液温度又较高时，更易出现粉末状的膜层。这是因为硫酸浓度太高时，特别是电压也较高时，氧化膜中SO₃含量增加，使膜层变得疏松，氧化膜的溶解作用加剧，氧化膜孔的锥度扩大，外层孔径增大；硫酸浓度低于200g/L时，所获氧化膜硬度较高，耐磨，且氧化膜生长较快，但氧化膜的光亮度较低，孔隙率也较低。

因此，为了生产出质量优良、孔隙率高的多孔铝合金基材，本方案的硫酸阳极氧化处理的工艺参数都是通过多次实践得出来的优选方案。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在40℃～80℃的温度下使用所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行1min～10min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有10μm～100μm大小的微孔。

40℃～80℃的温度下更有利于本发明的铝合金表面处理剂的浸润与腐蚀，通过对腐蚀实践的控制，得到孔径大小较为合适的微孔，10μm～100μm大小的微孔与塑料的结合强度较高，孔隙率为15%～30%。

优选地，所述的铝合金基材可以为但不限于5系、6系或7系的铝合金。通过实践发现，本发明的铝合金表面处理剂对于5系、6系或7系的铝合金的腐蚀效果较好。

本发明的有益效果：本发明的一种铝合金表面处理剂的表面张力小，抗溶剂中颗粒物聚集沉降，浸润和腐蚀能力强，适用于对硫酸阳极氧化法产生的孔洞进行腐蚀，利用碱性金属盐有效抑制氢氧根离子快速过度消耗。并且提供了一种将硫酸阳极氧化法与化学腐蚀法结合的一种铝合金表面处理方法，结合两者的优点，提高铝合金表面的孔隙率和孔洞大小，铝合金与塑料的结合强度高，并且生成致密内阻挡氧化层，能够很好的保护作用。

另外，本发明的铝合金表面处理方法产生的多孔铝合金还具有以下特点：

1、孔隙率≥15%；

2、氧化铝膜层厚度为2～15μm；

3、铝合金表面微孔孔径大小为10μm～100μm。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述，这是本发明的较佳实施例。

实施例1

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐300份

有机羧酸盐135份

非离子型表面活性剂40份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括60份重量份数聚羧酸盐和75份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾按重量份数比1:1:1的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐、丙烯酸均聚物钠盐按重量份数比1:2的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐由乳酸钠、酒石酸钠、乙醇酸钠按重量份数比1:3:2的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂由吐温20与司盘20，按重量份数比2:1的比例混合组成。

其中，所述溶剂为水。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在45℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理270s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为50g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为50℃，浸泡时间为20s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为140g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为20s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入190g/L的硫酸溶液中，在温度17.5℃，电压18.5V的条件下电解18min，铝合金基材表面产生10μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在60℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行5min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有75μm大小的微孔，孔隙率为24%。

其中，所述的铝合金基材为5系的铝合金。

实施例2

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐400份

有机羧酸盐140份

非离子型表面活性剂35份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括55份重量份数聚羧酸盐和85份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由碳酸氢钾、硫化钠、硫氢化钠按重量份数比2:5:1的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐为丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钠盐；所述的非聚羧酸的羧酸盐由柠檬酸三钠、葡萄糖酸钠、氮川三乙酸钠按重量份数比3:2:1的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂由吐温40与司盘40按重量份数比1:4的比例混合组成。

其中，所述溶剂由水与甲醇按5:1的比例混合组成。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在40℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理200s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为55g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为45℃，浸泡时间为30s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为140g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为30s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入190g/L的硫酸溶液中，在温度20℃，电压23V的条件下电解20min，铝合金基材表面产生12μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在80℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行10min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有93μm大小的微孔，孔隙率为26%。

其中，所述的铝合金基材为6系的铝合金。

实施例3

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐200份

有机羧酸盐170份

非离子型表面活性剂25份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括70份重量份数聚羧酸盐和100份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由硫化钾、硫氢化钾、亚硫酸钠按重量份数比5:1:1的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由丙烯酸均聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钠盐、马来酸-丙烯酸共聚物钾盐按重量份数比2:1:4的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐由乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二乙三胺五乙酸钠按重量份数比1:1:2的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂由吐温60与司盘60按重量份数比3:1的比例混合组成。

其中，所述溶剂由水与乙醇按重量份数比2:1的比例混合组成。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在40℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理360s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为60g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为60℃，浸泡时间为10s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为150g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为10s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入180g/L的硫酸溶液中，在温度17℃，电压25V的条件下电解27min，铝合金基材表面产生8μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在40℃的温度下使用如权利要求1～5任意一项所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行1min～10min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有35μm大小的微孔，孔隙率为27%。

其中，所述的铝合金基材为7系的铝合金。

实施例4

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐350份

有机羧酸盐100份

非离子型表面活性剂55份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括50份重量份数聚羧酸盐和50份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由乙酸钠、磷酸钠、次氯酸钠按重量份数比3:2:2的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钾盐按重量份数比2:3的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐为羟基乙醇酸、草酸钠、马来酸钠、丙二酸钠、琥珀酸钠按重量份数比1:1:1:1:1的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂为吐温20与司盘40。

其中，所述溶剂为甲醇、乙醇、乙醚的混合溶液。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在50℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理180s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为40g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为40℃，浸泡时间为30s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为130g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为30s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入200g/L的硫酸溶液中，在温度15℃，电压18V的条件下电解10min，铝合金基材表面产生9μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在40℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行10min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有81μm大小的微孔，孔隙率11%。

其中，所述的铝合金基材为5系的铝合金。

实施例5

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐200份

有机羧酸盐100份

非离子型表面活性剂40份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括50份重量份数聚羧酸盐和50份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由碳酸钠、次氯酸钠按重量份数比1:2的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由丙烯酸均聚物钾盐、马来酸-丙烯酸共聚物钠盐按重量份数比1:1的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐为乳酸钠、琥珀酸钠按重量份数比2:1:2的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂为司盘20。

其中，所述溶剂为水与乙醚按重量份数比1:1的比例混合组成。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在47℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理311s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为43g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为52℃，浸泡时间为23s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为137g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为23s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入180g/L的硫酸溶液中，在温度15℃，电压18.5V的条件下电解30min，铝合金基材表面产生15μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在40℃的温度下使用如权利要求1～5任意一项所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行1min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有10m大小的微孔，孔隙率为15%。

其中，所述的铝合金基材为5系的铝合金。

实施例6

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐400份

有机羧酸盐170份

非离子型表面活性剂60份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括70份重量份数聚羧酸盐和100份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐为碳酸钠。

其中，所述聚羧酸盐由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐、马来酸-丙烯酸共聚物钾盐按重量份数比1:1的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐为乳酸钠。

其中，所述的非离子型表面活性剂由司盘20、司盘40、司盘60按重量份数比1:3:3的比例混合组成。

其中，所述溶剂为水。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在45℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理270s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为50g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为50℃，浸泡时间为20s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为140g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为20s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入200g/L的硫酸溶液中，在温度20℃，电压12V的条件下电解5min，铝合金基材表面产生10μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在80℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行10min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有100μm大小的微孔，孔隙率为30%。

其中，所述的铝合金基材为6系的铝合金。

实施例7

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐270份

有机羧酸盐150份

非离子型表面活性剂33份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括50份重量份数聚羧酸盐和100份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由碳酸氢钾、硫化钾、乙酸钠按重量份数比1:1:1的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钠盐、马来酸-丙烯酸共聚物钾盐、丙烯酸均聚物钾盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钾盐按重量份数比1:1:1:1的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐由乳酸钠、葡萄糖酸钠、二乙三胺五乙酸钠按重量份数比1:2:1的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂由吐温20与吐温60按重量份数比4:5的比例混合组成。

其中，所述溶剂为乙醇与乙醚按重量份数比2:5的比例混合组成。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在45℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理300s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为55g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为45℃，浸泡时间为26s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为138g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为26s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入190g/L的硫酸溶液中，在温度17℃，电压15V的条件下电解25min，铝合金基材表面产生11μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在70℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行8min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有60μm大小的微孔。

其中，所述的铝合金基材为7系的铝合金。

实施例8

一种铝合金表面处理剂，包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐300份

有机羧酸盐120份

非离子型表面活性剂30份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐包括70份重量份数聚羧酸盐和50份重量份数非聚羧酸的羧酸盐。

其中，所述无机强碱弱酸盐由碳酸钾、硫化钠、磷酸钠按重量份数比3:1:1的比例混合组成。

其中，所述聚羧酸盐由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐、丙烯酸均聚物钠盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钠盐、马来酸-丙烯酸共聚物钾盐、丙烯酸均聚物钾盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸共聚物钾盐按重量份数比1:1:1:1:1:1的比例混合组成；所述的非聚羧酸的羧酸盐由乳酸钠、葡萄糖酸钠、氮川三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠、马来酸钠、丙二酸钠按重量份数比1:2:1:1:3的比例混合组成。

其中，所述的非离子型表面活性剂为吐温20、吐温40、司盘40、司盘60按重量份数比1:2:1:2的比例混合组成。

其中，所述溶剂为甲醇与乙醇按重量份数比1:1的比例混合组成。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如上所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

其中，所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

A、脱脂：在48℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理330s后，水洗；

B、碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为57g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为44℃，浸泡时间为28s；

C、中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为133g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为28s，对铝合金基材进行水洗。

其中，所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入195g/L的硫酸溶液中，在温度19℃，电压20V的条件下电解15min，铝合金基材表面产生8μm厚度的氧化铝膜层。

其中，所述步骤（3）的具体步骤为：在65℃的温度下使用如上所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行3min的浸泡处理，得到的多孔铝合金表面具有42μm大小的微孔，孔隙率为27%。

优选地，所述的铝合金基材为6系的铝合金。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种铝合金表面处理剂，其特征在于：包括以下重量份数的组份：

无机强碱弱酸盐200～400份

有机羧酸盐100～170份

非离子型表面活性剂25～60份

溶剂1000份

其中，所述的有机羧酸盐由50～70份重量份数的聚羧酸盐和50～100份重量份数的非聚羧酸的羧酸盐组成。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理剂，其特征在于：所述无机强碱弱酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硫化钠、硫氢化钠、硫化钾、硫氢化钾、亚硫酸钠、磷酸钠、次氯酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理剂，其特征在于：所述聚羧酸盐为以丙烯酸、马来酸为主体的多元体共聚物的碱性金属盐中的至少一种；所述的非聚羧酸的羧酸盐为乳酸钠、酒石酸钠、乙醇酸钠、柠檬酸三钠、葡萄糖酸钠、氮川三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二乙三胺五乙酸钠、羟基乙醇酸、草酸钠、马来酸钠、丙二酸钠、琥珀酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理剂，其特征在于：所述的非离子型表面活性剂为吐温20、吐温40、吐温60、司盘20、司盘40、司盘60中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理剂，其特征在于：所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙醚中的至少一种。

6.一种铝合金表面处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）对铝合金基材表面进行预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的铝合金基材进行硫酸阳极氧化处理；

（3）使用如权利要求1～5任意一项所述的一种铝合金表面处理剂对步骤（2）硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行扩孔处理。

7.根据权利要求6所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述步骤（1）的预处理包括以下步骤：

脱脂：在40℃～50℃的温度条件下对铝合金基材进行脱脂处理180s～360s后，水洗；

碱蚀：将经步骤A脱脂处理后的铝合金基材置于浓度为40g/L～60g/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为40℃～60℃，浸泡时间为10～30s；

中和：将经步骤B碱蚀处理后的铝合金基材水洗后，置于室温下浓度为130g/L～150g/L的硝酸溶液中进行浸泡，浸泡时间为10～30s，对铝合金基材进行水洗。

8.根据权利要求6所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述步骤（2）的具体步骤为：将经过预处理的铝合金基材作为阳极放入180g/L～200g/L的硫酸溶液中，在温度15℃～20℃，电压12V～25V的条件下电解5min～30min。

9.根据权利要求6所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述步骤（3）的具体步骤为：在40℃～80℃的温度下使用如权利要求1～5任意一项所述的铝合金表面处理剂对经步骤（2）中硫酸阳极氧化处理后的铝合金基材表面进行1min～10min的浸泡处理。

10.根据权利要求6～9任意一项所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述的铝合金基材为5系、6系或7系的铝合金。