鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，所述鈍化液為pH3.7~4.2的酸性水溶液，其中各組分含量為：16~30g/L水溶性三價鉻鹽，8~15g/L堿金屬六氟鋯酸鹽，1~4g/L葡萄糖酸鈉，1~6.0g/L水溶性成膜助劑，1~6.0g/L水溶性表面活性劑。采用本發(fā)明鈍化液處理的鋁材工件表面可形成一層透明至淡彩的耐蝕性轉(zhuǎn)化膜，處理后的鋁材仍呈原來的金屬本色。該涂層符合并超過MIL-DTL-81706及MIL5541的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，一般接觸電阻小于0.8m?Ohm/cm2?？赏ㄓ糜谝后w涂裝、粉末涂裝、上膠等的前處理鈍化膜?？稍诔乜焖俪赡?，加熱至40~60℃效果最佳。
【專利說明】鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁金屬表面前處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鋁材表面防護(hù)處理主要是六價鉻酸鹽鈍化液，可與金屬表面反應(yīng)并形成含鉻鈍化膜。該鈍化膜可使金屬免受各種腐蝕。雖然該鈍化層可提高耐蝕性及上膠前處理性能，但六價鉻酸鹽毒性高，對環(huán)境污染且易使人致癌。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，環(huán)境法律和職業(yè)安全衛(wèi)生法規(guī)強(qiáng)制要求使用其它無毒無六價鉻的前處理劑。國家對鋁件無六價鉻表面處理液及其工藝的開發(fā)和生產(chǎn)的需求越來越多。
[0003]相對于六價鉻鋁材鈍化液，無鉻鈍化工藝尚不成熟，且應(yīng)用成本高，市場推廣難度較高，而且?guī)缀鯖]有成熟的已經(jīng)工業(yè)化的無鉻前處理工藝。而三價鉻鹽鋁材鈍化液現(xiàn)已有多篇文獻(xiàn)及專利報道，成本較低，因而受到廣泛的重視。但市場上的三價鉻鋁材鈍化液多為有色，通常需加熱至40°C以上使用，耐蝕性能多不如六價鉻鈍化液，耐溫性差，接觸電阻也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有三價鉻的鋁用耐蝕性鈍化液多為有色，需加熱使用，且耐蝕性能不佳的缺陷， 提供一種環(huán)保無毒、綜合成本低、耐蝕性能好、接觸電阻低的鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，所述鈍化液為pH3.7^4.2的酸性水溶液，其中各組分含量為:16~30g/L水溶性三價鉻鹽，8~15g/L堿金屬六氟鋯酸鹽，r4g/L葡萄糖酸鈉，1~6.0g/L水溶性成膜助劑，1~6.0g/L水溶性表面活性劑。
[0006]優(yōu)選地，所述水溶性三價鉻鹽為硫酸鉻鉀，硫酸鉻銨，磷酸鉻中一種或兩種的混合物。
[0007]優(yōu)選地，所述堿金屬六氟鋯酸鹽為六氟鋯酸鈉或六氟鋯酸鉀。
[0008]優(yōu)選地，所述水溶性成膜助劑為羥丙基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、甲基纖維素、膠體二氧化硅、膠體氧化鋁、淀粉中的一種或幾種的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述水溶性表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，亞甲氧基乙醇，十二烷基苯磺酸鹽，烷基苯磺酸酯，聚烷氧基化脂肪酸酯中的一種或幾種的混合物。
[0010]優(yōu)選地，所述鈍化液為PH3.9^4.0的酸性水溶液。
[0011]優(yōu)選地，所述水溶性三價鉻鹽為2(T26g/L。
[0012]進(jìn)一步地，所述水溶性三價鉻鹽為硫酸鉻鉀和硫酸鉻銨質(zhì)量比為5飛:I的混合物。
[0013]本發(fā)明適用于純鋁，鋁合金或者鋁含量在60%的鋁層的涂覆前鈍化，可適用于浸潰、噴淋、手工擦拭等工藝?？赏ㄓ糜谝后w涂裝、粉末涂裝、上膠等的前處理鈍化膜，耐蝕性能優(yōu)于六價鉻鈍化，并能降低腐蝕環(huán)境下的接觸電阻。使用溫度范圍可從室溫到100°c。優(yōu)選在室溫下操作，可省去加熱的流程。鈍化層可以烘干，真空干燥，紅外線干燥等。鈍化膜干燥后可立即進(jìn)行下一道涂覆工藝，如涂上環(huán)氧底漆或油漆。鈍化后的工件放置24h后再做涂覆效果更佳。
[0014]本發(fā)明酸性鈍化液pH范圍為3.7^4.2，可用5%的硫酸溶液或1%的氫氧化鈉溶液緩慢調(diào)節(jié)PH值。在該pH范圍內(nèi)，鈍化后的工件具有極高的耐蝕性，336小時以上開始初生白銹。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供一種鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，采用本發(fā)明鈍化液處理的鋁材工件表面可形成一層透明或淡彩的耐蝕性轉(zhuǎn)化膜，處理后的鋁材仍呈原來的金屬本色。該涂層具有極好的耐蝕性能，符合并超過MIL-DTL-81706及MIL5541的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，并能降低腐蝕環(huán)境下的接觸電阻，一般接觸電阻小于0.8m Ohm/cm2?？赏ㄓ糜谝后w涂裝、粉末涂裝、上膠等的前處理鈍化膜?？稍诔乜焖俪赡?，加熱至4(T60°C效果最佳。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]實施例1
[0018]將硫酸鉻鉀16g、六氟鋯酸鉀10g、葡萄糖酸鈉2g、羥丙基纖維素lg、十二烷基硫酸鈉6g溶于水，用5%的硫酸溶液或1%的氫氧化鈉溶液緩慢將pH值調(diào)至3.7，定容至1L。獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液I。
[0019]實施例2
[0020]將硫酸鉻鉀30g、六氟鋯酸鉀13g、葡萄糖酸鈉3g、膠體二氧化硅3g、十二烷基苯磺酸鈉4g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至3.8，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液2。
[0021]實施例3
[0022]將硫酸鉻銨28g、六氟鋯酸鉀Hg、葡萄糖酸鈉2.5g、羥乙基纖維素4g、亞乙氧基乙醇3g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至4.1，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液3。
[0023]實施例4
[0024]將硫酸鉻銨21g、六氟鋯酸鈉13g、葡萄糖酸鈉3.6g、膠體氧化鋁3.6g、亞甲氧基乙醇2g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至4.2，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液4。
[0025]實施例5
[0026]將磷酸鉻26g、六氟鋯酸鉀12g、葡萄糖酸鈉3.6g、乙基纖維素3.2g、膠體氧化鋁lg、十二烷基磺酸鈉2.5g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至4.0，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液5。
[0027]實施例6
[0028]將磷酸鉻23g、六氟鋯酸鈉15g、葡萄糖酸鈉3.2g、乙基纖維素4g、淀粉0.5g、聚四氧基脂肪酸酯2.2g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至3.9，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液6。
[0029]實施例7[0030]將硫酸鉻鉀22g、硫酸鉻銨3.6g、六氟鋯酸鉀8.5g、葡萄糖酸鈉lg、甲基纖維素2g、淀粉3g、十二烷基磺酸鈉3.4g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至4.0,定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液7。
[0031]實施例8
[0032]將硫酸鉻銨21g、磷酸鉻4g、六氟鋯酸鉀9g、葡萄糖酸鈉2.Sg、乙基纖維素3.6g、膠體氧化鋁1.8g、十二烷基硫酸鈉2.8g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至3.9，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液8。
[0033]實施例9
[0034]將硫酸鉻鉀20g、磷酸鉻5g、六氟鋯酸鉀9.5g、葡萄糖酸鈉4g、乙基纖維素3.0g、膠體二氧化硅2g、十二烷基苯磺酸鈉4.5g溶于水，調(diào)節(jié)pH值至3.9，定容至1L，獲得鋁合金及壓鑄鋁件用鈍化液9。
[0035]試驗例I
[0036]實施例中，取鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液1、對相同的鋁基材進(jìn)行鈍化，鈍化條件為25°C、6分鐘，pH值4.0。然后將對應(yīng)的鋁基材在60°C下進(jìn)行中性鹽霧實驗(根據(jù)鹽霧實驗標(biāo)準(zhǔn)ASTM-B-117執(zhí)行)。結(jié)果如表1:
[0037]表1
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，所述鈍化液為PH3.7^4.2的酸性水溶液，其中各組分含量為:16^30g/L水溶性三價鉻鹽，8^15g/L堿金屬六氟鋯酸鹽，1~4g/L葡萄糖酸鈉，1~6.0g/L水溶性成膜助劑，1~6.0g/L水溶性表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述水溶性三價鉻鹽為硫酸鉻鉀，硫酸鉻銨，磷酸鉻中一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述堿金屬六氟鋯酸鹽為六氟鋯酸鈉或六氟鋯酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述水溶性成膜助劑為羥丙基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、甲基纖維素、膠體二氧化硅、膠體氧化鋁、淀粉中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述水溶性表面活性劑為十二烷基硫酸納，亞甲氧基乙醇，十二烷基苯橫酸鹽，烷基苯橫酸酷，聚燒氧基化脂肪酸酯中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述鈍化液為pH3.9~4.0的酸性水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任一項所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述水溶性三價鉻鹽為2(T26g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鋁及鋁合金的三價鉻耐蝕性鈍化液，其特征在于:所述水溶性三價鉻鹽為硫酸鉻鉀和硫酸鉻銨質(zhì)量比為5飛:1的混合物。
【文檔編號】C23C22/34GK103993303SQ201310049650
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月17日
【發(fā)明者】張紅利, 王婷, 王池, 李雪芬, 黃丹 申請人:武漢風(fēng)帆電鍍技術(shù)股份有限公司