CN107604346A - 一种化学转化溶液的老化方法及新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学转化溶液的老化方法及新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，涉及表面处理技术领域。该化学转化溶液的老化方法包括：将金属板材在化学转化溶液中浸泡1.5‑3.5h后，将金属板材取出；其中，化学转化溶液的浓度为8g/L‑10g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为20‑30cm²。新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法包括：将化学转化溶液应用上述老化方法进行老化后，将金属板材浸在化学转化溶液中氧化。将化学转化溶液经过老化后再对金属板材进行处理，可以显著提升金属板材表面的氧化膜的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力，进而达到加快零件的生产和工艺准备进度的目的。

Description

一种化学转化溶液的老化方法及新配制的化学转化溶液对金 属板材的处理方法

技术领域

本发明涉及一种表面处理技术领域，且特别涉及一种化学转化溶液的老化方法及新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法。

背景技术

新配制的化学转化溶液如Alodine 1200S溶液特别活泼，很难制备出合格的试样，特别是耐冲击性能试验无法合格。到目前为止国内各使用厂家还没有一个系统的有效并可行的老化方法用于指导生产。每次新配槽后都要进行多次的试验经历很长时间，严重地影响了零件的生产和工艺准备进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学转化溶液的老化方法，能够显著提升膜层的性能，加快零件的生产和工艺准备进度。

本发明的另一目的在于提供一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其使用经过上述方法老化的溶液进行处理，能够显著提升成膜质量。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种化学转化溶液的老化方法，包括以下步骤：

将金属板材在化学转化溶液中浸泡1.5-3.5h后，将金属板材取出并搅拌1.5-2.5h；

其中，化学转化溶液的浓度为8g/L-10g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为20-30cm²；

化学转化溶液为Alodine 1200S溶液。

本发明还提出一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，包括以下步骤：

将化学转化溶液应用上述老化方法进行老化后，将金属板材浸在化学转化溶液中氧化。

本发明实施例提供一种化学转化溶液的老化方法的有益效果是：将金属板材在化学转化溶液中浸泡将化学转化溶液老化，以提升其成膜的质量，老化过程中化学转化溶液的浓度以及单位体积溶液对应的金属板材表面积需要控制在一定范围内，才能保证老化的效果，进而达到加快零件的生产和工艺准备进度的目的。本发明还提供了一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其先通过上述的老化方法将化学转化溶液进行老化，再对金属板材氧化成膜，能够有效提升成膜的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的化学转化溶液的老化方法及其对金属板材的处理方法进行具体说明。

本发明实施例提供的一种化学转化溶液的老化方法，其包括：将金属板材在化学转化溶液中浸泡1.5-3.5h后，将金属板材取出；其中，化学转化溶液的浓度为8g/L-10g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为20-30cm²，化学转化溶液为Alodine 1200S溶液。

需要说明的是，新配制的化学转化溶液即Alodine 1200S溶液特别活泼，很难制备出合格的试样，其耐蚀性、耐冲击性和湿结合力不能符合要求，将化学转化溶液老化的过程可以更快地使其满足零件生产的要求。而在老化过程中的化学转化溶液的浓度、金属板材的材质和单位体积溶液所用的金属板材表面积均需要严格控制，否则不能保证老化的质量。发明人经过创造性地实验得到了上述的工艺参数，能够保证老化后的化学转化溶液的成膜品质。

为了达到更好的老化效果，使老化后的化学转化溶液更加均匀，在将金属板材取出后搅拌1.5-2.5h。

具体地，化学转化溶液为Alodine 1200S溶液。金属板材的材质为铝板，优选地，金属板材的材质为裸铝板。由于Alodine 1200S溶液一般用于对铝材质的板材进行成膜，采用裸铝板进行老化可以保证 Alodine 1200S溶液在成膜过程中的成膜效果。

优选地，浸泡时间为2-3.5h，更优选地，浸泡时间为2-3h。化学转化溶液的浓度为8.5g/L-9.5g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为22-26cm²。发明人发现对于化学转化溶液为Alodine 1200S 溶液、金属板材的材质为裸铝板的情况，浸泡时间、Alodine1200S 溶液的浓度以及每升Alodine 1200S溶液对应裸铝板的表面积控制在上述范围内，可以显著提升老化效果，经过老化后的Alodine 1200S 溶液的成膜质量更好。

化学转化溶液的浓度也需要根据具体应用时的浓度进行限定，在化学转化溶液的浓度一定的情况下，浸泡时间以及每升化学转化溶液对应金属板材的表面积是相互影响的参数，为达到显著的老化效果需要付出创造性劳动才可得出。

进一步地，将金属板材浸泡在化学转化溶液中之前，将金属板材进行预处理；预处理过程包括：将金属板材进行一次清洗后，再将金属板材脱氧处理，然后将金属板材进行水洗。

需要说明的是，将金属板材进行预处理的过程主要是达到除油和脱除氧化膜和外来金属杂质的目的，避免在老化过程中引入油污、金属杂质和氧化物等而影响化学转化溶液的使用寿命或成膜品质。

具体地，一次清洗过程包括将金属板材用有机溶剂清洗，再将金属板材用碱清洗，然后将金属板材用水清洗。有机溶剂清洗的过程主要是洗去铝板表面的可见油污，有机溶剂可以为丙酮等常用有机清洗溶液。碱清洗溶液为Isoprep44#碱清洗剂45～60g/l或类似一般的碱清洗溶液。水洗的过程是将碱溶液清洗干净，防止在后续处理过程中引入杂质。

具体地，脱氧处理是用混合酸三酸脱氧液或相当作用的脱氧液对金属板材进行浸泡1-5分钟，将金属板材表面的氧化膜去除，以提升老化过程的老化效果。对于其它的脱氧液可根据浓度反应速度及材料表面状态确定适当的浸泡时间，只要金属板材表面的氧化膜、氧化皮及外来的污染等被去除即可。

进一步地，在取出金属板材之后，将化学转化溶液搅拌1.5-2.5h。由于老化过程是将金属板材浸泡至化学转化溶液中，其老化过程不可避免地导致化学转化溶液中的成分混合不均匀，因此在老化过程后再进行搅拌混合均匀以保证后续处理金属板材的处理效果。

本发明实施例还提供了一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其包括：将化学转化溶液应用上述老化方法进行老化后，将金属板材浸在化学转化溶液中氧化。

需要说明的是，将化学转化溶液经过上述的老化方法进行老化后消耗掉化学转化溶液中的各种活性组分，如磷酸，经过老化后的化学转化溶液再对金属板材进行处理，成膜的质量明显提升，化学转化膜层的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力有了明显的提高。此外，老化和氧化过程均在室温下进行。

优选地，化学转化溶液为浓度8.5g/L-9.5g/L的Alodine 1200S溶液，金属板材为包铝材料，包铝材料对应的氧化时间为30-45秒。包铝材料在氧化时间为30-60秒的氧化时间范围内，能够形成性能优异且稳定的氧化膜。

优选地，化学转化溶液为浓度8.5g/L-9.5g/L的Alodine 1200S溶液，金属板材为裸铝材料，裸铝材料对应的氧化时间为1.5-2.5分钟。为形成性能优异的氧化膜，针对不同的板材处理时间也并不相同，这与具体板材的特性有关，包铝材料和裸铝材料的氧化时间由试验得出和性能测试得出，以保证膜层的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力满足生产要求。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种化学转化溶液的老化方法，其包括以下步骤：

将裸铝板在Alodine 1200S溶液中浸泡1.5h后，将裸铝板取出；其中，Alodine1200S溶液的浓度为8g/L，每升化学转化溶液对应裸铝板的表面积为20cm²。

本实施例还提供一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其包括以下步骤：

将浓度为8g/L的Alodine 1200S溶液用上述老化方法老化后，将裸铝板和包铝材料分别浸在Alodine 1200S溶液中，包铝材料氧化时间为30秒，裸铝材料氧化时间为1.5分钟。

实施例2

本实施例提供一种化学转化溶液的老化方法，其包括以下步骤：

首先，将裸铝板用丙酮清洗后再用碱清洗溶液进行清洗，然后用水清洗后，将裸铝板浸入三酸脱氧溶液中脱除氧化膜，然后用清水对裸铝板进行清洗。

其次，将裸铝板在Alodine 1200S溶液中浸泡3.5h后，将裸铝板取出；其中，Alodine 1200S溶液的浓度为1g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为30cm²。

最后，将裸铝板取出后，将老化后的Alodine 1200S溶液搅拌 1.5h。

本实施例还提供一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其包括以下步骤：

将浓度为10g/L的Alodine 1200S溶液用上述老化方法老化后，将裸铝板和包铝材料分别浸在Alodine 1200S溶液中，包铝材料氧化时间为45秒，裸铝材料氧化时间为2.5分钟。

实施例3

本实施例提供一种化学转化溶液的老化方法，其包括以下步骤：

首先，将裸铝板用丙酮清洗后再用碱清洗溶液进行清洗，然后用水清洗后，将裸铝板浸入三酸脱氧溶液中脱除氧化膜，然后用清水对裸铝板进行清洗。

其次，将裸铝板在Alodine 1200S溶液中浸泡2h后，将裸铝板取出；其中，Alodine1200S溶液的浓度为8.5g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为22cm²。

最后，将裸铝板取出后，将老化后的Alodine 1200S溶液搅拌 2.5h。

本实施例还提供一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其包括以下步骤：

将浓度为8.5g/L的Alodine 1200S溶液用上述老化方法老化后，将裸铝板和包铝材料分别浸在Alodine 1200S溶液中，包铝材料氧化时间为35秒，裸铝材料氧化时间为2分钟。

实施例4

本实施例提供一种化学转化溶液的老化方法，其包括以下步骤：

首先，将裸铝板用丙酮清洗后再用碱清洗溶液进行清洗，然后用水清洗后，将裸铝板浸入三酸脱氧溶液中脱除氧化膜，然后用清水对裸铝板进行清洗。

其次，将裸铝板在Alodine 1200S溶液中浸泡3h后，将裸铝板取出；其中，Alodine1200S溶液的浓度为9.5g/L，每升化学转化溶液对应金属板材的表面积为26cm²。

最后，将裸铝板取出后，将老化后的Alodine 1200S溶液搅拌 2.5h。

本实施例还提供一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其包括以下步骤：

将浓度为9.5g/L的Alodine 1200S溶液用上述老化方法老化后，将裸铝板和包铝材料分别浸在Alodine 1200S溶液中，包铝材料氧化时间为35秒，裸铝材料氧化时间为2分钟。

对比例1

将包铝材料浸在浓度为9.5g/L的Alodine 1200S溶液氧化45秒钟。

对比例2

将裸铝板浸在浓度为9.5g/L的Alodine 1200S溶液氧化2.5分钟。

试验例1

(1)实验方法

将实施例1-4和对比例1-2中得到的氧化膜进行性能测定，包括耐蚀性、耐冲击性和湿结合力。

耐蚀性：各取5块经过实施例1-4和对比例1-2处理的铝板按照 ASTM B117进行168小时的盐雾试验后(其中，试验表面与竖直方向成6度角)，在任一试片上，呈现的独立斑点或点蚀不应多于5个，直径不应大于0.8mm；在5个试片上，呈现的独立斑点或点蚀不应多于15个，直径不应大于0.8mm；但在距边缘、标识印或接触点1.6mm 范围内的那些区域除外。

耐冲击性：各取5块经过实施例1-4和对比例1-2处理的铝板，在每个试片的一面涂一层F19、2型环氧底漆，并在室温下固化7天。试片固化后，按ASTM D2794对试片进行40英寸-磅的正向和反向冲击。冲击后的试片表面上的底漆应无裂纹、片状剥落或剥离。

湿结合力：各取5块经过实施例1-4和对比例1-2处理的铝板，在每个试片的一面涂一层F19、2型环氧底漆，并在室温下固化7天。将完全固化的试片放在去离子水中浸渍24小时。24小时后，取出并擦干试片。在5分钟内按ASTM D3359方法B对试片进行结合力试验。漆膜应具有最低为3B级的结合力。

注：盐雾试验要求用2024-T3裸铝，尺寸为76×254×0.8mm试片进行试验；耐冲击试验和结合力试验要求用2024-T3包铝，尺寸为 76×152×0.8mm进行。

(2)实验结果

应用上述的测试方法测试试样的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力。结果见表1。

表1化学转化膜的性能测试

由表1可知应用本发明提供的处理方法对铝板进行处理后形成的化学转化膜的各项性能均能满足要求，但是不经过老化过程的化学转化溶液处理得到的氧化膜基本上各项指标均不能满足要求。在老化方法中铝板的预处理对于最终的成膜过程也有一定影响，这是由于引入油、油脂及各种外来杂质等物质对最终成膜性能产生一定消极影响。可见，本发明提供的化学转化溶液的老化方法对于后续成膜过程起到了重要作用，可以明显加快零件的生产和工艺准备的进度。

综上所述，本发明提供的一种化学转化溶液的老化方法，其通过将金属板材在化学转化溶液中浸泡将化学转化溶液老化，以提升其成膜的质量，老化过程中化学转化溶液的浓度以及单位体积的溶液对应的金属板材表面积需要控制在一定范围内，才能保证老化的效果，进而达到生产出合格膜层的目的。本发明还提供了一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其先通过上述的老化方法将化学转化溶液进行老化，再对金属板材氧化成膜，能够有效提升成膜的耐蚀性、耐冲击性和湿结合力，满足零件生产的要求。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (10)

1.一种化学转化溶液的老化方法，其特征在于，包括以下步骤：

将金属板材在化学转化溶液中浸泡1.5-3.5h后，将所述金属板材取出；

其中，所述化学转化溶液的浓度为8g/L-10g/L，每升所述化学转化溶液对应所述金属板材的表面积为20-30cm²；

所述化学转化溶液为Alodine 1200S溶液。

2.根据权利要求1所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，优选地，浸泡时间为2-3.5h，更优选地，浸泡时间为2-3h。

3.根据权利要求1所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，优选地，所述化学转化溶液的浓度为8.5g/L-9.5g/L，每升所述化学转化溶液对应所述金属板材的表面积为22-26cm²。

4.根据权利要求3所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，所述金属板材的材质为铝板，优选地，所述金属板材的材质为裸铝板。

5.根据权利要求4所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，将所述金属板材浸泡在所述化学转化溶液中之前，将所述金属板材进行预处理；

所述预处理过程包括：将所述金属板材进行一次清洗后，再将所述金属板材脱氧处理，然后将所述金属板材进行水洗。

6.根据权利要求5所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，所述一次清洗过程包括将所述金属板材用有机溶剂清洗，再将所述金属板材用碱溶液清洗，然后将所述金属板材用水清洗。

7.根据权利要求5所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，所述脱氧处理是用三酸脱氧溶液对所述金属板材进行浸泡。

8.根据权利要求5所述的化学转化溶液的老化方法，其特征在于，在取出所述金属板材之后，将所述化学转化溶液搅拌1.5-2.5h。

9.一种新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将化学转化溶液应用权利要求1-8中任一项所述的老化方法进行老化后，将金属板材浸在所述化学转化溶液中氧化。

10.根据权利要求9所述的新配制的化学转化溶液对金属板材的处理方法，其特征在于，所述化学转化溶液为浓度8.5g/L-9.5g/L的Alodine 1200S溶液，所述金属板材为包铝材料或裸铝材料；

所述包铝材料对应的氧化时间为30-45秒，所述裸铝材料对应的氧化时间为1.5-2.5分钟。