[發(fā)明專利]凈化和鈍化輕金屬合金表面的方法

無效

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• 申請日: 2002-06-20
• 公開（公告）號: CN1397667A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 沃爾夫·迪特爾·弗朗斯
• 申請（專利權）人: 恩通公司
• 主分類號: C25D11/08
• 分類號: C25D11/08;C25D11/30;C25D11/36
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 武玉琴,朱登河

本發(fā)明涉及處理輕金屬表面的一種新方法。處理的目的是凈化并在一定程度上保持經(jīng)過凈化的表面。本發(fā)明所針對的輕金屬合金含有主要成分鋁和/或者主要成分鎂。

已公開的有大量凈化輕金屬合金表面的方法。這些已公開方法部分的缺點是要較大數(shù)量的連續(xù)處理步驟，由此需要相當高的費用。這些已公開方法的另一部分是對于某種物質沒有達到足夠的凈化效果，例如分離劑殘留物，如聚合硅烷(Polysilane)沒有有效地可靠地去除掉。

此外眾所周知，在經(jīng)過氧化處理的凈化工序后可以將輕金屬合金的表面鈍化，由此在某種意義上可以保留。氧化的概念在這里從化學的意義上普遍地理解，除了包括與高鋁成分合金中所要考慮的氧反應之外，還包括與高鎂成分合金中的氟化物反應。

這些已公開的凈化和鈍化方法部分存有缺陷，因為它們含有有礙于健康的物質，如釋放亞硝氣的硝酸。此外，在常規(guī)上也很難將鈍化步驟與凈化結合得使鈍化前經(jīng)過凈化的表面不再在其質量上變差。

總之本發(fā)明在總體上針對該技術問題，提供一種在其凈化特性上，在其對合金成分的不敏感性上，以及在經(jīng)濟上考慮的有效的凈化和鈍化輕金屬合金表面的方法。

本發(fā)明針對的是一種凈化輕金屬合金表面的方法，在該方法中表面通過氧化步驟進行鈍化，其特征在于，通過在一種含有磷酸和醇的溶液中的處理步驟將表面接通陽極。

依據(jù)本發(fā)明方法的有優(yōu)的擴展在附屬的權利要求中予以敘述。

事實證明，利用依據(jù)本發(fā)明的陽極凈化法可以達到很基本同時又很廣泛的凈化效果。在含有磷酸和醇的溶液中進行的陽極凈化步驟無論是表面脫脂還是表面蝕刻都具有良好的效果，此外還可以去除像聚合硅烷分離劑這類有害的殘留物。

由于陽極操作，依據(jù)本發(fā)明的凈化法具有一定的抑制作用，通過輕金屬表面的氧反應防止更大的材料損耗。它既適用于較高鋁成分的輕金屬合金，也適用于較高鎂成分的輕金屬合金。

具體地說，通過選擇陽極凈化操作的電參數(shù)可以調節(jié)凈化效果，特別是蝕刻效果，并由此取決于特別考慮的合金進行優(yōu)化。例如可以利用某種陽極電流密度操作。因此可以掌握不改變溶液成分的最佳參數(shù)。由此還可以在一種和同一種溶液中采用不同的合金進行最佳操作。當然，也可以根據(jù)合金使溶液成分最佳化，盡管發(fā)明者在這里不能確定重要的依從關系。

醇可以考慮普通醇，如甲醇，乙醇，丙醇，丁醇和高價醇及其衍生物，如異丙醇。此外，也可以是二醇，聚醚和其它醇。有益的選擇是丁醇和異丙醇。當然，也可以是兩種或多種醇進行混合。

在依據(jù)本發(fā)明方法的另一擴展中，使用了氟化物，以達到表面鈍化。該氟化物用于另外含有磷酸的溶液中，在這種處理步驟中也是將表面接通陽極。此外，這一步驟也可以與已經(jīng)介紹過的在含有磷酸和醇的溶液中的處理步驟相吻合，在此，溶液中除了含有磷酸，醇之外，還含有氟化物。但是這些步驟也可以分開進行，含有氟化物溶液的步驟在時間上在首先介紹的步驟之后完成。在這一時間上稍后的步驟中，為使其凈化特性最佳化，除了磷酸和氟化物外，該溶液還可以含有這種或另外一種醇(以及這種或另外一種醇的混合物)。

氟化物可以以不同的方式存在，如堿性氟化物，氟化銨(bi)或者氫氟酸。

采用氟化物處理首先用于主要成分是鎂的輕金屬合金，然后在其中把MgF2形成為鈍化層或者形成于鈍化層中。如果輕金屬合金鎂成分為50重量百分比并高于此值的話，那么特別優(yōu)選含有氟化物的步驟。

此外，氟電離步驟優(yōu)選用于含硅成分的輕金屬合金，優(yōu)選為如果它為0.1，特別是0.5或者1或者2重量百分比并高于此值的話。若硅濃度較小寧可選擇小氟化物濃度。也就是說，即使是在微量或沒有鎂成分的輕金屬合金中，氟電離步驟也是有益的。

依據(jù)本發(fā)明的凈化和鈍化法優(yōu)點在于可以終止于堿性沖洗步驟，如在優(yōu)選pH值為10及高于此值的堿化水。該堿性沖洗步驟如果在MgF₂占優(yōu)勢的鈍化表面情況下特別有利，并且如果AL₂O₃占優(yōu)勢，但在所說的高pH值情況下不太有利。

若主要成分為鋁，特別是重量百分比為60并高于此值的鋁的情況下，優(yōu)選在含磷酸和醇的溶液中的處理步驟之后，和可能在含氟化物的溶液中的處理步驟之后，以及必要時在其它處理步驟(但這些步驟依據(jù)本發(fā)明并非優(yōu)選)之后，在含水氧化劑中結束一附加的鈍化步驟。這種氧化劑例如可以是過二硫酸溶液或者過一硫酸(Caro’s?acid)。在這種情況下，在該氧化劑中的鈍化步驟應當在氟化物溶液中可能的處理步驟之后完成。