CN109536939A - 铝合金的无铬氧化处理溶液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种铝合金的无铬氧化处理溶液及其制备方法，包括以下重量百分数的组分：杂酸盐15～20％、铝酸盐10～15％、氟化物0.1～3％、润湿剂0.05～5％、络合剂0.05～0.5％、无机酸0.1～0.2％及无机缓冲剂0.05～0.1％，余量为水；该溶液的pH值为3～4。制备方法：1)向反应釜中加入部分水，加入无机酸，搅拌混合均匀；2)再加入杂多酸盐搅拌溶解，然后再加入铝酸盐、氟化物、湿润剂和络合剂，搅拌均匀；3)最后加入无机缓冲剂及余下水，搅拌均匀即可。该溶液稳定性好、成本低耐腐蚀性强，而且不含铬等重金属离子和有毒金属离子。

Description

铝合金的无铬氧化处理溶液及其制备方法

技术领域

本发明属于铝合金金属表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金的无铬氧化处理溶液及其制备方法。

背景技术

铝合金由于质量轻、强度高、韧性高、导电和导热性好，易于加工等优异的物理化学性能，广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工和机械电子等领域。为改善铝合金表面的耐腐蚀性能和耐磨性能，使用前需要经过表面处理。

现有技术广泛采用阳极氧化或化学氧化的方法，对铝合金进行氧化处理，在其表面生成一层氧化膜，以达到防护和装饰的目的。化学氧化法是指在一定温度下，使铝合金表面与溶液发生化学反应，在其表面生成一层致密氧化膜的额过程。市场上常见的化学氧化工艺存在工艺要求高，操作复杂，氧化膜物理性能差缺点。

目前，常用的化学溶液为铬酸盐液，而铬酸盐氧化工艺含有对人体及环境极为有害的六价铬，其对周边环境的污染等环保问题日益突出。CN 103374717 A公开了一种铝及铝合金的化学氧化处理溶液，由如下质量体积百分比的组分配制而成的pH值在4.0～6.0之间的水溶液：钼酸钠0.1～2％；磷酸盐0.05～2％；锰化合物0.01～0.3％；氟化物0.05～0.5％；铝酸盐0.1～2％；柠檬酸盐0.05～0.5％。该方案实质是用钼酸盐的强氧化性实现氧化。

发明内容

本发明提出一种铝合金的无铬氧化处理溶液，该溶液稳定性好、成本低耐腐蚀性强，而且不含铬等重金属离子和有毒金属离子。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种铝合金的无铬氧化处理溶液，包括以下重量百分数的组分：

杂酸盐15～20％、铝酸盐10～15％、氟化物0.1～3％、润湿剂0.05～5％、络合剂0.05～0.5％、无机酸0.1～0.2％及无机缓冲剂0.05～0.1％，余量为水；该溶液的pH值为3～4。

优选地，所述杂多酸盐为磷钼酸盐、磷钨酸盐和磷钒酸盐中的一种或者多种。

优选地，所述铝酸盐为铝酸钠、铝酸钾和铝酸铵中的一种或者多种。

优选地，所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟硅酸钠、氟硅酸钾与氟硅酸铵中的一种或者多种。

优选地，所述润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP乳化剂中的一种或者多种。

优选地，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、单宁酸及其盐中的一种或者多种。

优选地，所述无机酸为硝酸、盐酸、磷酸和硫酸中的种或者多种。选择这样的无机酸，它们不影响铝合金制件表层氧化膜质量。

优选地，所述无机缓冲剂为磷酸氢钠—磷酸二氢钠或者硼酸缓冲剂。

本发明的另一个目的是提供一种铝合金的无铬氧化处理溶液，包括以下步骤：

1)向反应釜中加入部分水，转速调为600～800转/分，加入无机酸，搅拌混合均匀；

2)再加入杂多酸盐搅拌溶解，然后再加入铝酸盐和氟化物，搅拌均匀，再加入湿润剂和络合剂，转速调为1000～1500转/分，搅拌均匀；

3)最后加入无机缓冲剂及余下水，搅拌均匀即可。

杂多酸盐氧化相比钼酸盐氧化，性能更加温和，工艺简单，好控制。

本发明的有益效果：

本发明的铝合金的无铬氧化处理溶液制备和使用工艺简单、稳定性好、成本低耐腐蚀性强，而且不含铬等重金属离子和有毒金属离子。

具体实施方式

实施例1

一种铝合金的无铬氧化处理溶液，包括以下重量百分数的组分：

20％磷钼酸钠、12％铝酸钠、2％氟硅酸钾、0.2％十二烷基苯磺酸钠、0.3％柠檬酸钠、1％盐酸、0.08％无机缓冲剂，其余为水，pH值为3.7。

铝合金的无铬氧化处理溶液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将反应釜中加入计算量2/3的水，转速调为600转/分，加入盐酸，搅拌30min；

步骤二，往上述溶液中加入磷钼酸钠，搅拌20min，完全溶解；

步骤三，往步骤二的溶液中加入铝酸钠和氟硅酸钾，搅拌20min；

步骤四，往上述溶液中加入十二烷基苯磺酸钠和柠檬酸钠，转速调为1000转/分，搅拌30min；

步骤五，往步骤四的溶液中加入无机缓冲剂，搅拌均匀即可。

实施例2

一种铝合金的无铬氧化处理溶液，包括以下重量百分数的组分：

15％磷钨酸钾、10％铝酸铵、1％氟硅酸钠、0.5％十二烷基硫酸钠、0.05％葡萄糖酸、0.8％磷酸、0.06％无机缓冲剂，其余为水，pH值为3.6。

铝合金的无铬氧化处理溶液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将反应釜中加入计算量2/3的水，转速调为600转/分，加入磷酸，搅拌30min；

步骤二，往上述溶液中加入磷钨酸钾，搅拌30min，完全溶解；

步骤三，往步骤二的溶液中加入铝酸铵和氟硅酸钠，搅拌15min；

步骤四，往上述溶液中加入十二烷基硫酸钠和葡萄糖酸，转速调为1500转/分，搅拌30min；

步骤五，往步骤四的溶液中加入无机缓冲剂，搅拌均匀即可。

实施例3

一种铝合金的无铬氧化处理溶液，包括以下重量百分数的组分：

18％磷钒酸钠、15％铝酸钾、1.2％氟化铵、0.3％OP乳化剂、1.5％硫酸、0.04％无机缓冲剂，其余为水，pH值为3.4。

铝合金的无铬氧化处理溶液的制备方法与实施例2基本相同，不同之处在于各组分及含量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，包括以下重量百分数的组分：

杂酸盐15～20％、铝酸盐10～15％、氟化物0.1～3％、润湿剂0.05～5％、络合剂0.05～0.5％、无机酸0.1～0.2％及无机缓冲剂0.05～0.1％，余量为水；该溶液的pH值为3～4。

2.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述杂多酸盐为磷钼酸盐、磷钨酸盐和磷钒酸盐中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述铝酸盐为铝酸钠、铝酸钾和铝酸铵中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟硅酸钠、氟硅酸钾与氟硅酸铵中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP乳化剂中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、单宁酸及其盐中的一种或者多种。

7.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述无机酸为硝酸、盐酸、磷酸和硫酸中的种或者多种。

8.根据权利要求1所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，所述无机缓冲剂为磷酸氢钠—磷酸二氢钠或者硼酸缓冲剂。

9.如权利要求1至8任意一项所述的铝合金的无铬氧化处理溶液，其特征在于，包括以下步骤：

1)向反应釜中加入部分水，转速调为600～800转/分，加入无机酸，搅拌混合均匀；

2)再加入杂多酸盐搅拌溶解，然后再加入铝酸盐和氟化物，搅拌均匀，再加入湿润剂和络合剂，转速调为1000～1500转/分，搅拌均匀；

3)最后加入无机缓冲剂及余下水，搅拌均匀即可。