CN114606484A - 一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，其每公斤有如下质量份的原料制得：助膜剂8‑20g、钛溶胶成膜剂40‑100g、有机硅树脂成膜剂10‑30g、聚氨酯水分散体成膜剂20‑60g、盐雾增强剂1‑5g、络合剂3‑10g、分散剂1‑4g和PH调整剂1‑5g，本发明涉及新能源动力电池组壳体和盖板的表面防腐蚀处理技术领域。该铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，可以对动力电池壳体和盖板表面进行有效的防腐蚀，提高产品寿命，并且无磷、无重金属，对环境友好，同时该工艺可去除铝锰合金表面深度拉伸油、黑灰及加工金属粉末，清洗洁净度好，效率高，并对清洗后的表面进行粗化防腐，整个操作过程环保节能，通过以去离子水为溶剂，成本可控。

Description

一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺
技术领域
本发明涉及新能源动力电池组壳体和盖板的表面防腐蚀处理技术领域，具体为一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺。
背景技术
随着新能源汽车产业的不断发展，动力电池组的需求越来越大。市场上铝锰合金材质具有轻薄，强度高，塑性强，工艺性能优良等特点，是高性能动力电池壳体及盖板的主要材质。传统技术的处理剂，为了满足此材质的表面需求，采取一般铝合金的处理药剂及工艺，即用含磷清洗剂达到清洗深度拉伸油的作用，用硝酸等拉白，用磷酸盐或铬酸盐防腐蚀，虽然能满足使用要求，但材质针对性不强，环保处理压力大，污染环境，危害工人健康。
在此基础上，有必要研发一种针对铝锰合金动力电池壳体及盖板的环保节能高效型表面处理剂及配套的处理工艺。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，可以对动力电池壳体和盖板表面进行有效的防腐蚀，提高产品寿命，并且无磷、无重金属，对环境友好，同时该工艺可去除铝锰合金表面深度拉伸油、黑灰及加工金属粉末，清洗洁净度好，效率高，并对清洗后的表面进行粗化防腐，整个操作过程环保节能。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，其每公斤有如下质量份的原料制得：
助膜剂8-20g；
钛溶胶成膜剂40-100g；
有机硅树脂成膜剂10-30g；
聚氨酯水分散体成膜剂20-60g；
盐雾增强剂1-5g；
络合剂3-10g；
分散剂1-4g；
PH调整剂1-5g。
优选的，所述助膜剂包括氟钛酸、氟硅酸或氟化氢铵中的至少一种。
优选的，所述钛溶胶成膜剂为纳米级钛溶胶，优先5-20nm粒径的纳米钛溶胶，更优选≦5nm粒径的纳米钛溶胶，其具有更好的水分散性和更好的成膜性，可以使产品具有极强的抗污性，自清洁性，增强产品的耐腐蚀性，耐磨性。
优选的，所述有机硅树脂成膜剂为水溶性有机硅树脂，优选氨基改性有机硅树脂，其具有优良的交联架桥作用，与其它成膜物质形成协同作用。
优选的，所述聚氨酯水分散体成膜剂为阳离子型脂肪族水分散体，其成膜具有较高的硬度，强度，具有优异的耐水性，良好的耐盐雾性和耐醇\耐化学品性能。
优选的，所述盐雾增强剂为氧化铈、氧化钇或氧化镧中的至少一种，优选纳米硝酸铈分散液，其具有更好的防腐蚀性能，热稳定性能和导电性能。
优选的，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸或羟基乙酸中的至少一种，优选柠檬酸，络合性能好，PH缓冲好。
优选的，所述分散剂为聚天冬氨酸或聚环氧琥珀酸中的至少一种。
优选的，所述PH调节剂为碳酸钠、氢氧化钾或乙醇胺中至少一种，优选氢氧化钾，碱性强，能高效中和体系中酸性成份，并形成对耐蚀性有良好作用的钾盐。
本发明还提供了一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理工艺，具体包括以下步骤：
L0、热水洗：将所述铝锰合金工件放入50℃热水中进行预处理；
L1、除油：将经过所述热水预处理的铝锰合金工件放入除油剂中进行除油处理；
L2、除灰除粉：将经过所述除油剂处理的工件放入除灰除粉剂中进行清洗；
L3、拉白：将经过所述除灰除粉后的工件放入拉白剂中进行拉白处理；
L4、防腐处理剂：将经过所述拉白处理后的工件放入防腐处理剂中进行防腐蚀处理；
L5、烘干：将步骤L0-L4处理完成的铝锰合金工件放入烘箱中烘干，以备后道工序使用。
在上述步骤的具体实施中，所述除油处理后，所述除灰除粉处理后，所述拉白处理后，所述防腐处理后均包括如下步骤：对所述铝锰合金工件用去离子水进行漂洗。
经过上述步骤处理，即可得到具有哑光外观效果和高防腐性能的铝锰合金产品。
(三)有益效果
本发明提供了一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，可以对动力电池壳体和盖板表面进行有效的防腐蚀，提高产品寿命，并且无磷、无重金属，对环境友好，同时该工艺可去除铝锰合金表面深度拉伸油、黑灰及加工金属粉末，清洗洁净度好，效率高，并对清洗后的表面进行粗化防腐，整个操作过程环保节能。
(2)、该铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，通过以去离子水为溶剂，成本可控，通过精选各种有机无机材料，组成单组份有机无机复合体系，性能优良，操作简单。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，本发明实施例提供四种技术方案：一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂及工艺，具体包括以下实施例：
实施例1
一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，每1Kg所述的处理剂是由下述重量配比具体实施：
Figure BDA0003512362350000041
实施例2
一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，每1Kg所述的处理剂是由下述重量配比具体实施：
Figure BDA0003512362350000051
实施例3
一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，每1Kg所述的处理剂是由下述重量配比具体实施：
Figure BDA0003512362350000052
实施例4
一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，每1Kg所述的处理剂是由下述重量配比具体实施：
Figure BDA0003512362350000053
Figure BDA0003512362350000061
如此，所述铝锰合金动力电池壳体和盖板的处理剂成膜质量，外观效果，表面防腐蚀最佳。
请参阅附图1，本发明提供一种的利用上述处理剂对铝锰合金动力电池壳及盖板表面进行表面处理的具体工艺流程如下：
L0热水洗：将所述铝锰合金工件放入热水中进行预处理，处理温度：50℃，处理时间：30秒；
L1除油：将经过所述热水预处理的铝锰合金工件放入除油剂中进行除油处理，处理温度：45-55℃，处理时间：180-360秒，处理方式：浸泡；
可以了解到，由于铝锰合金材质的特殊性，及动力电池壳体的形状特殊性，为了达到深度拉伸的目的，会在冲压的过程中比常规的冲压较多加入拉伸油及切削油等，造成工件表面附着大量的冲压油，切削油，以及精加工过程中工件表面有大量的铝锰合金粉末，如果去除不干净，这对后面的防腐处理影响很大，会使工件外观颜色不均匀，无法达到洁净的外观和有效的防腐。
为了彻底地去除工件表面及腔体内的冲压油，且利于后续的拉白和防腐处理，所述除油剂每公斤中包括如下成份：
Figure BDA0003512362350000062
Figure BDA0003512362350000071
L2除灰除粉：将经过所述除油剂处理的工件放入除灰除粉剂中进行清洗。处理温度：50-60℃，时间：120-240秒，处理方式：浸泡；
实验过程中了解到，经过除油剂处理过的工件表面水膜连续，但在动力电池壳体内腔仍残留有部分加工金属粉末和加工黑灰，为有利于后续的拉白和防腐处理，须进行除粉除灰处理。
所述除粉除灰剂每公斤中包括如下成份：
Figure BDA0003512362350000072
L3拉白：将经过所述除灰除粉后的工件放入拉白剂中进行拉白处理。处理温度：常温，处理时间：60-180秒，处理方式：浸泡；
实验过程中发现，经过除油除粉后的工件表面洁净度和光亮度都很高，直接防腐蚀处理后表面略微哑光，但致密度和均匀度不够，无法达到要求的均匀哑光程度。经过拉白处理后的工件表面哑光均匀，盐雾大大提升。
所述拉白剂每公斤中包括如下成份：
Figure BDA0003512362350000073
L4防腐处理剂：将经过所述拉白处理后的工件放入上述实施例1-4中的任一实施例中进行处理。例如：实施例3所述铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂包括如下重量：
Figure BDA0003512362350000081
如上处理剂采用有机无机复合体系，PH＝4.4，处理温度：常温，时间：60-90秒，处理方式：浸泡，这样有利于成膜完整致密均匀，有利于产生完美的产品外观和防腐蚀性能。
L5烘干：将上述流程处理完成的铝锰合金工件放入烘箱中烘干，烘干温度：90-120℃，烘干时间：300-600秒。
为减少L1-L5各工序间相互窜液情况，提高产品的整体效果，在上述步骤的具体实施中，所述除油处理后，所述除灰除粉处理后，所述拉白处理后，所述防腐处理后均包括如下步骤：对所述铝锰合金工件用去离子水进行漂洗。又如所述的去离子水漂洗还可加入超声波进行，这样可以减少各工序间相互影响，提高各工艺流程中处理剂的使用寿命。
综上，本发明可以对动力电池壳体和盖板表面进行有效的防腐蚀，提高产品寿命，并且无磷、无重金属，对环境友好，同时该工艺可去除铝锰合金表面深度拉伸油、黑灰及加工金属粉末，清洗洁净度好，效率高，并对清洗后的表面进行粗化防腐，整个操作过程环保节能，同时通过以去离子水为溶剂，成本可控，通过精选各种有机无机材料，组成单组份有机无机复合体系，性能优良，操作简单。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：其每公斤有如下质量份的原料制得：
助膜剂8-20g；
钛溶胶成膜剂40-100g；
有机硅树脂成膜剂10-30g；
聚氨酯水分散体成膜剂20-60g；
盐雾增强剂1-5g；
络合剂3-10g；
分散剂1-4g；
PH调整剂1-5g。
2.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述助膜剂包括氟钛酸、氟硅酸或氟化氢铵中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述钛溶胶成膜剂为纳米级钛溶胶。
4.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述有机硅树脂成膜剂为水溶性有机硅树脂。
5.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述聚氨酯水分散体成膜剂为阳离子型脂肪族水分散体。
6.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述盐雾增强剂为氧化铈、氧化钇或氧化镧中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述络合剂为柠檬酸、酒石酸或羟基乙酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述分散剂为聚天冬氨酸或聚环氧琥珀酸中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理剂，其特征在于：所述PH调节剂为碳酸钠、氢氧化钾或乙醇胺中至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种铝锰合金动力电池壳体及盖板的表面处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
L0、热水洗：将所述铝锰合金工件放入50℃热水中进行预处理；
L1、除油：将经过所述热水预处理的铝锰合金工件放入除油剂中进行除油处理；
L2、除灰除粉：将经过所述除油剂处理的工件放入除灰除粉剂中进行清洗；
L3、拉白：将经过所述除灰除粉后的工件放入拉白剂中进行拉白处理；
L4、防腐处理剂：将经过所述拉白处理后的工件放入防腐处理剂中进行防腐蚀处理；
L5、烘干：将步骤L0-L4处理完成的铝锰合金工件放入烘箱中烘干，以备后道工序使用。
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