CN113265690A - 一种压铸件表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压铸件表面处理方法，属于压铸铝合金技术领域，所述表面处理方法包括阳极氧化液氧化处理和封孔处理，所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液；所述封孔处理包括第一封孔液处理和第二封孔液处理，所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，本发明通过二次封孔处理形成厚度均一、致密度高、可阻止腐蚀介质的氧化膜，具有优异的封孔效果，有效保护了铝合金压铸件基体，提高耐蚀性。

Description

一种压铸件表面处理方法
技术领域
本发明涉及压铸铝合金技术领域，具体涉及一种压铸件表面处理方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，工业经济的飞速发展，铝合金密度低但是可塑性较高，可加工成各种型材，具有优良的导电性和导热性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢，目前市场对铝合金焊接结构件和防腐蚀的需求日益增多，使铝合金的材质性研究也随之深入。
铝合金较活泼，在普通的大气环境下，表面将自然生成一层氧化膜，但厚度较薄，一般为0.01-0.1μm，使得铝合金基体在普通大气环境、中性和弱酸溶液中具有一定的作用，但在污染较严重、湿度较大、滨海地区大气环境以及其它酸、碱等环境中，其表面氧化膜难以具有较好的耐蚀性能。而压铸铝合金多用于外部环境非常苛刻的条件下使用，对其耐腐蚀性能要求极高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种压铸件表面处理方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、以砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为80-120g/L、0-0.6g/L、0-0.6g/L、16-24g/L；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为4-8g/L、0.6-1g/L、0.5-0.8g/L、0.8-1.5g/L、0.3-0.6g/L、0.4-0.6g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥后置于第二封孔液中进行二次封孔处理，处理温度为室温，处理时间1-2min，二次封孔处理后用去离子水冲洗所述铝合金压铸件，冷风干燥；所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，其中，所述聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为18-25g/L、14-18g/L、0.1-0.3g/L；
优选的，所述砂纸的目数在120-240目。
优选的，所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min。
优选的，所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s。
优选的，所述第一封孔液中氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为7g/L、0.8g/L、0.7g/L、1.2g/L、0.5g/L、0.4g/L。
优选的，所述第二封孔液中聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为20g/L、15g/L、0.16g/L。
优选的，所述阳极氧化处理的处理条件为：电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min。
优选的，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm。
本发明的有益效果为：
本发明以硫酸-草酸-稀土阳极氧化法在铝合金表面制备了一层致密但多孔的氧化铝氧化膜，在此基础上，以锆和硅为主要封孔元素，配制不含铬镍和游离氟离子的封孔液，通过封孔液的封孔处理，锆、硅等以氧化物的形式沉积在阳极氧化膜的微孔中，使大部分微孔封闭，一次封孔率在90％以上，同时以聚乙烯亚胺和纳米级二氧化硅为封孔剂对氧化膜进行二次封孔，本发明通过二次封孔处理形成厚度均一、致密度高、可阻止腐蚀介质的氧化膜，具有优异的封孔效果，有效保护了铝合金压铸件基体，提高耐蚀性。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、以200目的砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为110g/L、0.3g/L、0.3g/L、18g/L；
所述阳极氧化处理的处理条件为：电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm；
所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min；
所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为7g/L、0.8g/L、0.7g/L、1.2g/L、0.5g/L、0.4g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥后置于第二封孔液中进行二次封孔处理，处理温度为室温，处理时间1-2min，二次封孔处理后用去离子水冲洗所述铝合金压铸件，冷风干燥；所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，其中，所述聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为20g/L、15g/L、0.16g/L。
按GB/T 10125-2012对所述压铸件进行人造气氛腐蚀试验盐雾试验，480h后表面没有变化；按GB/T 12967.3-2008对所述压铸件进行铜加速乙酸盐雾试验，24h后表面没有变化。
实施例2
一种压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、以200目的砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为110g/L、0.3g/L、0.3g/L、18g/L；
所述阳极氧化处理的处理条件为：电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm；
所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min；
所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为4g/L、1g/L、0.6g/L、1.2g/L、0.4g/L、0.6g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥后置于第二封孔液中进行二次封孔处理，处理温度为室温，处理时间1-2min，二次封孔处理后用去离子水冲洗所述铝合金压铸件，冷风干燥；所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，其中，所述聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为18g/L、18g/L、0.3g/L。
按GB/T 10125-2012对所述压铸件进行人造气氛腐蚀试验盐雾试验，480h后表面没有变化；按GB/T 12967.3-2008对所述压铸件进行铜加速乙酸盐雾试验，24h后表面没有变化。
实施例3
一种压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、以200目的砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为110g/L、0.3g/L、0.3g/L、18g/L；
所述阳极氧化处理的处理条件为：电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm；
所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min；
所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为8g/L、0.6g/L、0.8g/L、0.8g/L、0.6g/L、0.4g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥后置于第二封孔液中进行二次封孔处理，处理温度为室温，处理时间1-2min，二次封孔处理后用去离子水冲洗所述铝合金压铸件，冷风干燥；所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，其中，所述聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为25g/L、14g/L、0.1g/L。
按GB/T 10125-2012对所述压铸件进行人造气氛腐蚀试验盐雾试验，480h后表面没有变化；按GB/T 12967.3-2008对所述压铸件进行铜加速乙酸盐雾试验，24h后表面没有变化。
实施例4
一种压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、以200目的砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为110g/L、0.3g/L、0.3g/L、18g/L；
所述阳极氧化处理的处理条件为：电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm；
所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min；
所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为7g/L、0.8g/L、0.7g/L、1.2g/L、0.5g/L、0.4g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥。
按GB/T 10125-2012对所述压铸件进行人造气氛腐蚀试验盐雾试验，480h后表面出现腐蚀白斑；按GB/T 12967.3-2008对所述压铸件进行铜加速乙酸盐雾试验，24h后表面出现腐蚀。
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 (8)

1.一种压铸件表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以砂纸对铝合金压铸件表面进行打磨，将打磨完成的压铸件依次以碱液、去离子水、酸液、去离子水、丙酮清洗，干燥后将压铸件浸入阳极氧化液中进行阳极氧化处理；
所述阳极氧化液为硫酸、硫酸铈和/或硫酸钕、草酸的混合水溶液，其中，所述硫酸、硫酸铈、硫酸钕、草酸的质量浓度分别为80-120g/L、0-0.6g/L、0-0.6g/L、16-24g/L；
S2、将经过阳极氧化的铝合金压铸件置于第一封孔液中进行封孔处理，处理温度27±2℃，处理时间5-10min；所述第一封孔液为氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的混合水溶液，其中，所述氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为4-8g/L、0.6-1g/L、0.5-0.8g/L、0.8-1.5g/L、0.3-0.6g/L、0.4-0.6g/L，pH值为4.5±0.5；
S3、将经过第一封孔液封孔处理后的铝合金压铸件用去离子水冲洗，冷风干燥后置于第二封孔液中进行二次封孔处理，处理温度为室温，处理时间1-2min，二次封孔处理后用去离子水冲洗所述铝合金压铸件，冷风干燥；所述第二封孔液为聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的混合水溶液，其中，所述聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为18-25g/L、14-18g/L、0.1-0.3g/L。
2.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述砂纸的目数在120-240目。
3.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述碱液包括20-30g/L的硅酸钠、15-20g/L的碳酸钠、10-15g/L的氢氧化钠和0.5-2g/L壬基酚聚氧乙烯醚10，清洗温度60-70℃，清洗时间5-10min。
4.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述酸液包括50g/L的硝酸、0.1g/L的氢氟酸、0.01g/L的过氧化氢和0.15g/L的聚乙二醇，常温清洗，清洗时间45-60s。
5.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述第一封孔液中氟锆酸铵、硅酸钠、柠檬酸钠、丁二酸、磺基水杨酸、十二烷基硫酸钠的质量浓度分别为7g/L、0.8g/L、0.7g/L、1.2g/L、0.5g/L、0.4g/L。
6.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述第二封孔液中聚乙烯亚胺、纳米二氧化硅、山梨醇的质量浓度分别为20g/L、15g/L、0.16g/L。
7.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述阳极氧化处理的处理条件为：
电流密度恒定为15A/dm2，处理温度为25℃，氧化时间为35min。
8.根据权利要求1所述的一种压铸件表面处理方法，其特征在于，所述阳极氧化处理得到的氧化膜厚度为30μm。
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