[發明專利]用于鋁合金表面處理的稀土改性的鋁合金無鉻鈍化劑

無效

• 申請號: 201210234383.X
• 申請日: 2012-07-07
• 公開（公告）號: CN102703891A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 饒丹
• 申請（專利權）人: 合肥華清金屬表面處理有限責任公司
• 主分類號: C23C22/34
• 分類號: C23C22/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種環保型鋁合金表面處理劑，具體是涉及一種用于鋁合金表面處理的稀土改性的鋁合金無鉻鈍化劑。

背景技術

鋁合金在普通大氣條件下由于其表面形成的一層自然鈍化物膜使鋁合金具有很好的耐蝕性能。隨著現代工業的發展，大氣污染程度的日益嚴重，在較高濕度環境下，侵蝕性鹽離子、腐蝕性氣氛SO₂以及氮的氧化物NO_X之間的交互作用對鋁合金造成的腐蝕是不容忽視的，鋁合金常常出現點蝕等局部腐蝕，在應力作用下，容易引發腐蝕疲勞，導致材料的破壞，如何采取有效的表面處理措施抑制鋁合金的腐蝕成為業內科技工作者面臨的重要問題。

在眾多的表面處理措施中，六價鉻酸鹽處理技術已經很成熟，應用廣泛，但鉻酸鹽轉化處理液含有對人體及環境極為有害的六價鉻，不僅處理過程中會產生污染，而且轉化膜中的六價鉻還將導致被處理產品在日后使用及廢棄時對環境造成二次污染，因此隨著人們環保意識和對六價鉻離子毒害性的認識的提高，可以預見六價鉻化學轉化處理技術的使用越來越受到嚴格限制。在此背景下，研究開發環境友好型化學轉化處理技術以替代傳統的鉻酸鹽處理的新工藝就成為業內的熱點和重點。

稀土元素是指鑭系等17種元素，簡稱稀土(RE或R)。這些元素由于原子結構特殊，加之化學性質十分活潑，能與其它元素組成品類繁多、功能千變萬化、用途各異的新型材料，被稱為“現代工業的維生素”和神奇的“新材料寶庫”，已廣泛應用于冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷等傳統產業領域。在金屬表面處理領域，稀土鹽也由于其獨特的性能而成為業內研究中的一個熱點。

目前，國內外就稀土對金屬表面處理的研究主要集中在金屬表面稀土轉化膜成膜工藝方面，至今已開發出單一的稀土溶液浸泡法、含強氧化劑以及其它添加劑的浸泡、波美層處理等方法。在稀土金屬鹽中，鈰鹽和鑭鹽由于比較常見，對環境危害不大因而成為是稀土鹽轉化的主要研究對象。

一般認為，稀土表面轉化膜形成工藝不同，膜的形成機理也不一樣。就稀土鹽浸泡工藝而言，目前普遍認同的由Hinton等提出著名陰極成膜機理：當稀土鹽溶液作用于金屬表面時，金屬表面局部微區形成腐蝕微電池，微電池的微陽極發生金屬的溶解，微陰極發生O的還原使微陰極區OH^-濃度增大。界面局部pH值上升而趨于堿性，使得稀土離子形成不溶性氫氧化物附著于金屬表面；就加強氧化劑工藝而言，鋼板表面轉化膜成膜的機理與陰極成膜機理相似，不過微陰極區除了0₂的還原反應外，還有強氧化劑參加還原反應，從而使成膜速率加快。也有學者認為加強氧化劑工藝中，溶液中的0₂并不參加還原反應，只有強氧化劑參加還原反應。

金屬表面上生成的這些稀土轉化膜，覆蓋了陰極反應活性部位，阻礙了氧氣和電子在金屬表面和溶液之間的轉移和傳遞，也就是說，陰極還原反應被稀土轉化膜有效地抑制，而這一反應是腐蝕過程中的控制步驟。陰極反應受阻，從而導致了金屬表面腐蝕的降低，提高了耐蝕性能。

人們在進一步的研究中又發現，在實際應用中生成的稀土轉化膜主要由稀土化合物的固體顆粒沉積而成，膜質不均勻，并且當膜達到一定厚度就變得蓬松，導致其防腐能力下降，附著力不強，這就極大地限制了稀土處理在工業中的廣泛應用。所以必須改進稀土鈍化工藝，利用稀土鹽與鈍化劑協同作用就是其中一個新型的處理工藝。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種環保型的用于鋁合金表面處理的稀土改性的鋁合金無鉻鈍化劑。

本發明采用的技術方案如下：

用于鋁合金表面處理的稀土改性的鋁合金無鉻鈍化劑，其特征在于，由如下重量配比的原料組成：

優選地是，鈍化劑為過硫酸銨(NH₄)₂S₂O₈，輔助鈍化劑為20％氟鋯酸(H₂ZrF₆)溶液(體積百分含量)，潤濕劑為十二烷基苯磺酸鈉，稀土添加劑為氯化鈰、氯化鑭、硝酸鈰、硝酸鑭中的一種或幾種，pH調節劑為25％氨水溶液(體積百分含量)。

較為完善的是，鋁合金無鉻鈍化劑的pH值為3.5～3.9，鋁合金無鉻鈍化劑的處理溫度為50～60℃。