CN107502887A - 一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，涉及金属制品技术领域，包括：(1)表面预处理；(2)浸渍液配制；(3)浸渍液处理；（4）强化处理；本发明提供的一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，处理后的铝合金制品表面具有一层坚固致密的防护膜，能够有效的提高铝合金制品表面耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明属于金属制品技术领域，具体涉及一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法。
背景技术
铝合金是工业界广泛应用的一类金属，金属铝比强度与比刚度高、可加工性强且资源丰富，可以预见铝合金在未来仍是最重要的金属材料之一。然而铝合金应用过程中的腐蚀不容忽视，铝合金的腐蚀一方面造成浪费，另一方面使得铝合金制件存在极大的安全隐患。以金属防腐涂层为着眼点，目前世界各国开发了多种铝合金防腐技术，主要有阳极氧化、化学转化膜、电镀以及化学镀等。其中高效而得到广泛使用的是含铬化学转化膜，比较典型的是达克罗(DCROMET)涂层(锌铬涂层)，然而此类涂层在生产和使用过程中会释放致癌性的六价铬，对生物体毒害较大。因此，新型高效而环境友好型无铬转化防腐涂层的开发是工业界与学术界关注的焦点。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)表面预处理：将铝合金制品放入丙酮中超声清洗，取出后，表面采用清水清洗1-2次后，然后再放入无水乙醇中超声清洗，取出，表面采用清水清洗1-2次，然后在真空下进行烘干至恒重；
(2)浸渍液配制：所述浸渍液每升中含有1.2-1.8g碳酸钾、0.001-0.003g氯化镧、0.12-0.15g次氯酸钠、0.015-0.018g磷酸二氢钾、0.02-0.04g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，其余为去离子水；
(3)浸渍液处理：将步骤（1）处理的铝合金制品放入步骤（2）配制的浸渍液中浸泡3-5min，然后取出；
（4）强化处理：将步骤（3）处理后的铝合金制品放入真空金属容器中，充入低压氮气与二氧化碳混合气体，以铝合金制品为阴极，以金属容器为阳极，在阴极与阳极之间加上200-250伏的直流电压，处理70-80s，然后取出，即可。
进一步的，步骤(1)中丙酮超声清洗在60-65℃温度下进行，无水乙醇中超声清洗在45-50℃温度下进行。
进一步的，步骤(1)中浸渍液制备方法为：依次将碳酸钾、氯化镧、次氯酸钠加入去离子水中，然后加热至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后自然冷却至室温，再依次添加磷酸二氢钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，加热至40℃，以500r/min转速搅拌40min，自然冷却至室温，即得。
进一步的，步骤(3)中浸渍液浸泡温度为42℃。
进一步的，步骤(4)中真空金属容器内压强为60KPa。
进一步的，步骤(4)中氮气与二氧化碳混合气体中氮气与二氧化碳按4:1体积比混合。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过先对铝合金制品进行浸渍处理，使得铝合金表面形成一层薄薄的氧化基膜，而此膜表面不平整，膜质疏松，存在大量的裂痕和针孔，本发明随即进行强化处理通过在阴阳极之间加上几百伏的直流电压，使两极间的稀薄气体被电离产生辉光放电，容器中由于电离产生大量的电子和离子，正离子向作为阴极的铝合金运动，电子则飞向阳极，正电子在电场的作用下加速射向阴极并与阴极位降区的中性气体粒子一起与工件表面相撞，其动能一部分使工件加热升温，一部分则使铝合金表面某些铁原子脱离基体飞溅出来，产生阴极溅射，被溅射出来的铁原子与活性很强的氮原子、碳原子结合形成的氮化铁分子、碳化铁分子，并因凝附作用沉积到工件的表面，同时一部分氮和碳按一定的比例扩散进入铝合金表面形成氮化与炭化交互层，其与铝合金表面原有的氧化基膜相结合，起到了对氧化基膜的封孔和有效填充作用，从而在铝合金表面形成一层坚固致密的防护膜，从而能够显著的提高铝合金表面的耐腐蚀性能。
具体实施方式
实施例1
一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)表面预处理：将铝合金制品放入丙酮中超声清洗，取出后，表面采用清水清洗1次后，然后再放入无水乙醇中超声清洗，取出，表面采用清水清洗1次，然后在真空下进行烘干至恒重；
(2)浸渍液配制：所述浸渍液每升中含有1.2g碳酸钾、0.001g氯化镧、0.12g次氯酸钠、0.015g磷酸二氢钾、0.02g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，其余为去离子水；
(3)浸渍液处理：将步骤（1）处理的铝合金制品放入步骤（2）配制的浸渍液中浸泡3min，然后取出；
（4）强化处理：将步骤（3）处理后的铝合金制品放入真空金属容器中，充入低压氮气与二氧化碳混合气体，以铝合金制品为阴极，以金属容器为阳极，在阴极与阳极之间加上200伏的直流电压，处理70s，然后取出，即可。
进一步的，步骤(1)中丙酮超声清洗在60℃温度下进行，无水乙醇中超声清洗在45℃温度下进行。
进一步的，步骤(1)中浸渍液制备方法为：依次将碳酸钾、氯化镧、次氯酸钠加入去离子水中，然后加热至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后自然冷却至室温，再依次添加磷酸二氢钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，加热至40℃，以500r/min转速搅拌40min，自然冷却至室温，即得。
进一步的，步骤(3)中浸渍液浸泡温度为42℃。
进一步的，步骤(4)中真空金属容器内压强为60KPa。
进一步的，步骤(4)中氮气与二氧化碳混合气体中氮气与二氧化碳按4:1体积比混合。
实施例2
一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)表面预处理：将铝合金制品放入丙酮中超声清洗，取出后，表面采用清水清洗2次后，然后再放入无水乙醇中超声清洗，取出，表面采用清水清洗2次，然后在真空下进行烘干至恒重；
(2)浸渍液配制：所述浸渍液每升中含有1.8g碳酸钾、0.003g氯化镧、0.15g次氯酸钠、0.018g磷酸二氢钾、0.04g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，其余为去离子水；
(3)浸渍液处理：将步骤（1）处理的铝合金制品放入步骤（2）配制的浸渍液中浸泡5min，然后取出；
（4）强化处理：将步骤（3）处理后的铝合金制品放入真空金属容器中，充入低压氮气与二氧化碳混合气体，以铝合金制品为阴极，以金属容器为阳极，在阴极与阳极之间加上250伏的直流电压，处理80s，然后取出，即可。
进一步的，步骤(1)中丙酮超声清洗在65℃温度下进行，无水乙醇中超声清洗在50℃温度下进行。
进一步的，步骤(1)中浸渍液制备方法为：依次将碳酸钾、氯化镧、次氯酸钠加入去离子水中，然后加热至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后自然冷却至室温，再依次添加磷酸二氢钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，加热至40℃，以500r/min转速搅拌40min，自然冷却至室温，即得。
进一步的，步骤(3)中浸渍液浸泡温度为42℃。
进一步的，步骤(4)中真空金属容器内压强为60KPa。
进一步的，步骤(4)中氮气与二氧化碳混合气体中氮气与二氧化碳按4:1体积比混合。
实施例3
一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)表面预处理：将铝合金制品放入丙酮中超声清洗，取出后，表面采用清水清洗2次后，然后再放入无水乙醇中超声清洗，取出，表面采用清水清洗2次，然后在真空下进行烘干至恒重；
(2)浸渍液配制：所述浸渍液每升中含有1.5g碳酸钾、0.002g氯化镧、0.13g次氯酸钠、0.016g磷酸二氢钾、0.03g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，其余为去离子水；
(3)浸渍液处理：将步骤（1）处理的铝合金制品放入步骤（2）配制的浸渍液中浸泡4min，然后取出；
（4）强化处理：将步骤（3）处理后的铝合金制品放入真空金属容器中，充入低压氮气与二氧化碳混合气体，以铝合金制品为阴极，以金属容器为阳极，在阴极与阳极之间加上220伏的直流电压，处理75s，然后取出，即可。
进一步的，步骤(1)中丙酮超声清洗在68℃温度下进行，无水乙醇中超声清洗在46℃温度下进行。
进一步的，步骤(1)中浸渍液制备方法为：依次将碳酸钾、氯化镧、次氯酸钠加入去离子水中，然后加热至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后自然冷却至室温，再依次添加磷酸二氢钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，加热至40℃，以500r/min转速搅拌40min，自然冷却至室温，即得。
进一步的，步骤(3)中浸渍液浸泡温度为42℃。
进一步的，步骤(4)中真空金属容器内压强为60KPa。
进一步的，步骤(4)中氮气与二氧化碳混合气体中氮气与二氧化碳按4:1体积比混合。
对比例1：与实施例1区别仅在于不经过步骤（3）处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于浸渍液中不添加氯化镧。
对比例3：与实施例1区别仅在于浸渍液中不添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
对比例4：与实施例1区别仅在于不经过步骤（4）处理。
对比例5：与实施例1区别仅在于步骤（4）中不添加二氧化碳。
试验
以6061铝合金为试验材料，分别将实施例与对比例处理后的6061铝合金试样采用完全浸入法浸泡到3%氯化钠+1%双氧水的水溶液中，试验温度为室温，浸泡时间为96h，每24g补充占溶液质量0.25%的双氧水，腐蚀产物用5%硝酸+1%重铬酸钾溶液去除，之后用去离子水冲洗干燥后称重，对比腐蚀前后质量损失率：
表1
| 质量损失率% | |
| 实施例1 | 1.68 |
| 实施例2 | 1.62 |
| 实施例3 | 1.65 |
| 对比例1 | 12.54 |
| 对比例2 | 10.35 |
| 对比例3 | 8.26 |
| 对比例4 | 11.89 |
| 对比例5 | 8.63 |
| 对照组 | 28.65 |
对照组为不经过实施例与对比例处理的6061铝合金浸泡试验；
由表1可以看出，本发明处理方法处理后的铝合金能够有效的提高其耐腐性能。
Claims (6)
1.一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)表面预处理：将铝合金制品放入丙酮中超声清洗，取出后，表面采用清水清洗1-2次后，然后再放入无水乙醇中超声清洗，取出，表面采用清水清洗1-2次，然后在真空下进行烘干至恒重；
(2)浸渍液配制：所述浸渍液每升中含有1.2-1.8g碳酸钾、0.001-0.003g氯化镧、0.12-0.15g次氯酸钠、0.015-0.018g磷酸二氢钾、0.02-0.04g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，其余为去离子水；
(3)浸渍液处理：将步骤（1）处理的铝合金制品放入步骤（2）配制的浸渍液中浸泡3-5min，然后取出；
（4）强化处理：将步骤（3）处理后的铝合金制品放入真空金属容器中，充入低压氮气与二氧化碳混合气体，以铝合金制品为阴极，以金属容器为阳极，在阴极与阳极之间加上200-250伏的直流电压，处理70-80s，然后取出，即可。
2.如权利要求1所述提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)中丙酮超声清洗在60-65℃温度下进行，无水乙醇中超声清洗在45-50℃温度下进行。
3.如权利要求1所述提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)中浸渍液制备方法为：依次将碳酸钾、氯化镧、次氯酸钠加入去离子水中，然后加热至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后自然冷却至室温，再依次添加磷酸二氢钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，加热至40℃，以500r/min转速搅拌40min，自然冷却至室温，即得。
4.如权利要求1所述提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，步骤(3)中浸渍液浸泡温度为42℃。
5.如权利要求1所述提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，步骤(4)中真空金属容器内压强为60KPa。
6.如权利要求1所述提高铝合金制品防腐性能的处理方法，其特征在于，步骤(4)中氮气与二氧化碳混合气体中氮气与二氧化碳按4:1体积比混合。
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| CN201710684572.XA CN107502887A (zh) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | 一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108411292A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-17 | 汤广金 | 一种提高铝合金制品防腐性能的处理方法 |
| CN108486561A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-04 | 汤广金 | 铝合金用耐腐蚀处理液及其应用方法 |
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2017
- 2017-08-11 CN CN201710684572.XA patent/CN107502887A/zh active Pending
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |