[發(fā)明專利]一種緩蝕封閉液以及用其對含銅鋁合金陽極氧化膜進行封閉的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010144196.3 | 申請日： | 2010-04-12 |
| 公開（公告）號： | CN101792922A | 公開（公告）日： | 2010-08-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉建華;李永星;于美;李松梅;李英東;李明 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | C25D11/18 | 分類號： | C25D11/18 |
| 代理公司： | 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121 | 代理人： | 李有浩 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 封閉 以及 鋁合金 陽極 氧化 進行 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種適用于含銅鋁合金陽極氧化膜的封閉技術(shù)，具體地說，是指一種緩 蝕封閉液以及用其對含銅鋁合金陽極氧化膜進行封閉的方法。
背景技術(shù)
陽極氧化是鋁及鋁合金最常用的表面處理手段，經(jīng)陽極氧化后的鋁及鋁合金的表面 將會生成多孔型陽極氧化膜，它是由緊貼鋁及鋁合金基體的阻擋層與多孔層兩部分所組 成。這種多孔的特性雖然賦予陽極氧化膜著色和其他功能的能力，但是耐腐蝕性、耐候 性、耐污染性等都不可能達到使用的要求。因此，從實踐應(yīng)用考慮，鋁及鋁合金的陽極 氧化膜必須進行封閉。
中華人民共和國航空工業(yè)標準《鋁及鋁合金硫酸陽極氧化工藝》(HB/Z?233-93) 中對鋁及鋁合金經(jīng)表面陽極氧化處理后進行的封閉步驟作了相關(guān)的規(guī)定。采用的是重鉻 酸鹽和熱水封閉。
重鉻酸鉀溶液封閉、稀鉻酸封閉所產(chǎn)生的鉻渣中的六價鉻被列為對人體危害最大的 化學物質(zhì)之一，是國際公認的致癌金屬物之一(Earl?Groshart，Chromium，F(xiàn)inishing in?the?Green，Metal?finishing，1997，3：59～61)。
熱水封閉表面常常產(chǎn)生污物，同時由于pH值的變化和污染(例如：磷酸鹽、硅酸 鹽和氯化物)使得在大規(guī)模的生產(chǎn)中熱水很難控制，導致封閉溶液壽命較短。熱水封閉 需要時間長(2min/μm)、能耗高是熱水封閉的明顯的不利方面。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種緩蝕封閉液，其是由5g～15g的己二酸鹽和1μg～ 100μg的緩蝕劑溶于100ml的去離子水中形成。
本發(fā)明的目的之二是提出一種采用本發(fā)明的緩蝕封閉液對經(jīng)陽極氧化處理后的含 銅鋁合金試樣進行封閉的方法，該封閉方法是將經(jīng)陽極氧化處理后的含銅鋁合金在電場 作用下進行封閉處理。本發(fā)明封閉方法不僅對氧化膜的微孔進行了封閉，而且緩蝕劑在 外加電場的作用下，使緩蝕劑吸附在陽極氧化膜中，當陽極氧化膜發(fā)生腐蝕時，緩蝕劑 通過毛細管作用從陽極氧化膜微孔中釋放出來對含銅鋁合金基材中的含銅相起到緩蝕 作用，防止腐蝕進一步發(fā)生。
本發(fā)明緩蝕封閉液具有如下優(yōu)點：
(A)采用去離子水作為溶劑，在90℃～100℃的溫度下，緩蝕封閉液與試樣的陽極 氧化膜表面和孔壁中的氧化鋁發(fā)生水合反應(yīng)，水與氧化物化合生成勃姆石 AlO(OH)，其反應(yīng)機理為Al2O3+nH2O＝Al2O3·nH2O，n為1或3。當三氧化 二鋁水化為一水合氧化鋁Al2O3·H2O時，其體積膨脹可增加約33％；當生成三 水合氧化鋁Al2O3·3H2O時，其體積增大幾乎100％，因此能夠更有效地將陽極 氧化膜中的微孔進行封閉。該封閉過程是己二酸鹽與鋁離子的螯合物和氧化鋁水 合物協(xié)同封閉，經(jīng)測試封閉效果比重鉻酸鉀封閉和熱水封閉更好。
(B)封閉過程是在外加直流電壓下，一方面對陽極氧化膜的壁壘層進行加固；另一方 面己二酸鹽與陽極氧化膜表面的孔壁中的氧化鋁發(fā)生水合反應(yīng)，生成螯合物沉 淀；該螯合物沉淀會進一步團聚，從而填充第二相顆粒熔解脫落造成的孔洞，在 表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的封閉層；又因緩蝕劑吸附在多孔層中，當陽極氧化膜發(fā)生腐 蝕時，緩蝕劑通過毛細管作用從陽極氧化膜微孔中釋放出來對含銅鋁合金基材中 的含銅相起到緩蝕作用，防止腐蝕進一步發(fā)生。
(C)采用本發(fā)明的封閉液對含銅鋁合金試樣進行封閉處理后，再在鹽霧實驗測試其耐 腐蝕性能，在鹽霧實驗中，陽極氧化膜多孔層中的己二酸鹽與鋁離子發(fā)生螯合反 應(yīng)，從而再次形成耐腐蝕的防護膜，因此這種功效稱為自修復機制。
(D)在封閉處理過程中，外加電壓能夠使己二酸鹽滲透至陽極氧化膜的多孔層中，而 緩蝕劑則附著在陽極氧化膜的孔洞處，多孔層吸附己二酸鹽從而預防腐蝕的發(fā) 生，提高了陽極氧化膜的耐蝕性。另外加載的直流電源的電流非常小，而且3～ 5分鐘后電流幾乎為零，并不會消耗大量的電能，節(jié)約了封閉的成本。
(E)使用無毒的己二酸鹽作封閉劑，對人體和環(huán)境均無不利影響。
(F)采用價格相對便宜、且無毒的己二酸鹽作為封閉劑，降低了對含銅鋁合金表面陽 極氧化膜的封閉成本，且封閉過程容易控制，操作簡單，封閉效果穩(wěn)定。
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