[發(fā)明專利]一種鋁合金鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理液的配制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310212147.2
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103266315A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬迪;李申;李樹白;浦靜雯
• 申請（專利權(quán)）人: 海安縣申菱電器制造有限公司
• 主分類號: C23C22/56
• 分類號: C23C22/56
• 代理公司: 北京鑫浩聯(lián)德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11380
• 代理人: 高翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空用鋁合金裝飾及防護(hù)涂層的處理。具體為一種航空用鋁合金環(huán)保型無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的處理方法，所形成的多孔型化學(xué)轉(zhuǎn)化膜經(jīng)封閉后具有優(yōu)良的耐蝕性和涂層附著力，可取代傳統(tǒng)的鉻鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝。

背景技術(shù)

純鋁和鋁合金暴露在空氣中會形成一層天然的氧化膜層，但厚度較薄容易破損，耐蝕性較差。為此需要用涂層處理，現(xiàn)有兩類轉(zhuǎn)化膜層用于涂層，分別采用多孔陽極氧化法和化學(xué)氧化法處理得到。

化學(xué)氧化處理是在一定溫度下，使金屬鋁和氧化溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在表面生成不溶性氧化膜的工藝。化學(xué)氧化膜比自然氧化膜厚度大100～200倍，與陽極氧化膜相比，具有操作簡單、設(shè)備簡單、成本低、生成速度快、附著性良好等優(yōu)點(diǎn)，可單獨(dú)作防護(hù)層或作為涂裝底層。缺點(diǎn)是膜層質(zhì)地軟，耐磨性差，承載場合容易破壞。

鋁及鋁合金的化學(xué)表面處理方法主要為鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜法。所形成的鉻酸轉(zhuǎn)化膜具有成膜時(shí)間短、膜層較薄、耐蝕型好、對基底抗疲勞性能影響小等優(yōu)點(diǎn)，但鉻酸鹽處理工藝不僅在處理過程中會產(chǎn)生污染，而且鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化中使用的六價(jià)鉻化合物是極毒的化學(xué)物質(zhì)，具有強(qiáng)烈的毒性和致癌作用，是在美國環(huán)境保護(hù)局(ERA)排名第17位的劇毒材料，歐盟WEES和RoHS指令已明確提出嚴(yán)格限制其使用。我國也在2003年宣布，對鉻酸鹽實(shí)行限量使用，尋找鉻酸鹽的替待物這一工作己是勢在必行。

鋁合金無鉻轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)主要集中在以下幾大體系：鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化、鉬酸鹽轉(zhuǎn)化、有機(jī)酸類化學(xué)轉(zhuǎn)化、高價(jià)金屬鹽轉(zhuǎn)化、鋰酸鹽轉(zhuǎn)化、稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化等。其中鈷鹽轉(zhuǎn)化處理發(fā)展較晚,屬于無鉻轉(zhuǎn)化新技術(shù),其特點(diǎn)是膜層接觸電阻低、耐蝕性好,并且與涂層結(jié)合優(yōu)良,已應(yīng)用于航空航天、電子以及通信產(chǎn)品的表面處理。

中國專利文獻(xiàn)CN93101737.8公開了一種鋁合金表面鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備方法。其中氧化劑選用雙氧水。

本研究發(fā)現(xiàn)采用雙氧水作為氧化劑有如下缺點(diǎn)，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，用量大，配制方法復(fù)雜，不適合大規(guī)模使用。

為此本研究對鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法進(jìn)行了改進(jìn)，選用高錳酸鹽作為氧化促進(jìn)劑，配制成一種新的鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液，其具有用量少，膜層結(jié)構(gòu)靈活可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，如六價(jià)鉻對環(huán)境和人體的危害，提供一種低成本在鋁合金表面形成靈活膜層結(jié)構(gòu)的鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法。

本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

一種鋁合金鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理方法，所述方法包括以下步驟：

1、鋁合金表面預(yù)處理；

2、用鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液處理；

3、清水超聲清洗，烘干。

其中，步驟1，所述預(yù)處理，方法如下：

(1)??用除油劑浸泡除油，浸泡時(shí)間為10～30min,以去除表面機(jī)加工時(shí)的油污；

(2)??清水水洗；

(3)??放入60～80℃堿性溶液浸泡30～60秒，以去除表面薄天然氧化物層，

(4)??清水水洗，

(5)??用稀硝酸溶液浸泡30～60秒，中和；

(6)??再清水水洗。

其中所述除油劑選自：無水乙醇，丙酮等有機(jī)溶劑。

所述堿性溶液為：碳酸鈉和氫氧化鈉溶液，每升堿性溶液含有10～20g碳酸鈉和15～30g氫氧化鈉。

所述稀硝酸溶液為：10～30%體積百分比的稀硝酸溶液。

其中，步驟2，所述處理，方法如下：

將經(jīng)步驟1，預(yù)處理的鋁合金放入鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液中，在40～70℃的溫度下浸泡，時(shí)間為10～30min。其中所述鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液由鈷鹽、氧化劑、配體，水配制而成，其中，每升鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液含20～50g鈷鹽，1～50g氧化劑，2～7g配體，處理液的PH值在3～4之間。其中所述鈷鹽選自水合硝酸鈷和水合氯酸鈷中的一種或兩種；所述氧化劑選自高錳酸鋰、高錳酸鈉、高錳酸鉀、高錳酸銨、高錳酸鈣中的一種或幾種；所述配體選自亞硝酸鈉或乙酸鈉中的一種或兩種；鈷鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液的配制方法如下：先溶解鈷鹽，然后溶解氧化劑，最后加入配體。采用硝酸或氫氧化鈉將處理液的PH值調(diào)解在3～4之間。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)??本發(fā)明適用于航空用鋁合金表面轉(zhuǎn)化處理。涂層中不含對環(huán)境和人體有害的六價(jià)鉻和三價(jià)鉻。