[發明專利]一種鑄鋁合金薄膜涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201010137485.0
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101781763A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 鄒洪慶;蘇艷;呂基成;方敏;錢建才;吳厚昌
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C23C22/37
• 分類號: C23C22/37;C23C22/82
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 周韶紅

技術領域

本發明涉及金屬材料表面化學處理，尤其涉及一種鑄鋁合金薄膜涂層的制備方法。

背景技術

在現代民用及軍事工業領域，為了適應高強度、耐腐蝕和輕量化的要求，在裝備及通用機械的設計、制造中越來越多地采用了鋁合金材料，鋁合金材料在軍事裝備和民用產品的設計、制造中占有重要的地位，是最重要的輕量化材料。由于鋁合金具有很好的澆鑄性能，大型或特大型結構件大量采用鑄鋁合金材料，鑄型完成后，再根據構件的用途及與其他構件的配合需要，對其進行必要的機加工及拋光等精細化加工處理，然后再對加工面或加工配合面進行防腐蝕處理才能保證構件的使用性能。根據已掌握的大型或特大型構件的使用狀況和反饋的信息分析可知，加工面或貼合面的腐蝕防護已成為影響大型或特大型構件使用的重大難題，其一方面原因是采用一般的防護處理方法的施工難度很大，另一方面是鑄件難免存在孔隙或氣孔，在腐蝕介質的浸蝕下，孔隙或氣孔容易積水或形成腐蝕微環境，而容易發生腐蝕鼓泡進而產生危害性很大的電化學腐蝕和應力腐蝕，關鍵部位喪失密封效果，致使密封圈以內的內部結構腐蝕。特別是在海洋環境中使用的特大型鑄鋁構件，其所處的環境氣候條件非常惡劣，平均空氣濕度很高，含鹽量僅以氯離子計高達0.50mg/100cm².d以上，對材料及裝備的腐蝕極為嚴重，因此要求其表面防護層具有很高的防腐蝕能力。同時，大型或特大型結構復雜的鋁合金鑄件，承載能力要求也很高，在嚴酷的力學與海洋自然條件下，還應具有足夠的強度及剛度，因此其腐蝕防護顯得更加重要。

大型或特大型鋁合金構件的表面防護處理主要分為兩類：一是機加面或機加貼合面的處理，目前主要采用的是鉻酸鹽導電氧化處理，形成的導電氧化膜雖然具有一定的抗腐蝕能力(可耐24h左右的5％中性鹽霧試驗能力)，但防護能力較弱，難以抵抗海洋環境的腐蝕危害，無法滿足使用要求。二是外殼非機加表面的處理，基本上采用的是環氧底漆層加丙烯酸聚胺酯面漆的處理方法，其使用后的腐蝕情況具體表現為：(1)機加面或機加貼合面的密封槽邊緣接觸部位易腐蝕，腐蝕產物膨脹后，產生應力腐蝕，并逐漸擴大，影響定位尺寸或變位，進而影響設備運行的可靠性；(2)機加面或機加貼合面由于腐蝕氣氛的滲透而產生腐蝕或腐蝕坑；(3)外殼表面為環氧底漆加丙烯酸聚胺脂面漆涂層，雖可重新噴漆修補，但由于受腐蝕氣氛的浸蝕經常掉漆，必須加以有效解決。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鑄鋁合金薄膜涂層的制備方法，該發明適合于大型或特大型鑄鋁合金件在海洋環境條件下使用時的防腐蝕處理。

本發明的目的是這樣實現的：一種鑄鋁合金薄膜涂層的制備方法，其特征在于：首先將鑄鋁合金構件清洗，其次進行鉻酸鹽氧化處理，然后再在鉻酸鹽氧化膜上制備含氟丙烯酸酯薄膜封閉涂層。

上述清洗是這樣實現的：將鑄鋁合金構件處理部位先用有機溶劑進行清洗，再采用弱堿性脫脂劑進行清洗，然后用水清洗。這樣實施清洗能有效除去處理部位表面的污物，有利于進行鉻酸鹽氧化處理。

上述清洗時選用的有機溶劑為丙酮、乙醇、乙酸乙酯，以及它們的任意兩種混合溶劑或三種混合溶劑，其中優選按體積比為1∶1的丙酮和乙醇混合溶劑，或按體積比為1∶1∶0.1～0.2的丙酮、乙醇和乙酸乙酯混合溶劑，當零件表面油污較重時，添加乙酸乙酯能增強清洗效果。上述弱堿性脫脂劑清洗時選用重量百分比為1～2％的市售弱堿性脫脂劑。

上述鉻酸鹽氧化處理時使用的溶液包括：鉻酸鹽或鉻酸酐或重鉻酸鉀或重鉻酸鈉，氟化鈉或氟化鉀，氟硼酸鹽或氟硅酸鹽或氟硼酸，水不溶性固體顆粒物，并將pH調節在1～3.5。

上述水不溶性固體顆粒物采用空心玻璃微珠或粉煤灰，其中優選的空心玻璃微珠的粒徑為20～60μm、堆積密度為0.3～0.4g/cm³，優選的粉煤灰的粒徑為20～50μm、堆積密度為0.4～0.5g/cm³。

上述鉻酸鹽氧化處理時使用的溶液，具體采用重量百分比如下的各種物質：0.5～8％的鉻酸鹽或鉻酸酐或重鉻酸鉀或重鉻酸鈉，優選采用2～4％的配比；0.2～2％的氟化鈉或氟化鉀，優選采用0.5～1.5％的配比；1～10％的氟硼酸鹽或氟硅酸鹽或氟硼酸，優選采用2～5％的配比；5～30％的空心玻璃微珠或粉煤灰，優選采用10～15％的配比，其余量為水；采用重量百分數為5～10％的硝酸溶液和3～5％的氫氧化鈉溶液調節pH。

上述鉻酸鹽氧化處理是在20～25℃條件下，采用涂刷或浸漬的施工方式，處理5～240s，優選采用涂刷的施工方式，處理60～180s。