[發明專利]一種基于鉬酸鹽在鋁合金表面制備化學轉化膜方法

有效

• 申請號: 201410080618.3
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103866311A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 占穩;劉曉輝;歐陽貴
• 申請（專利權）人: 武漢材料保護研究所
• 主分類號: C23C22/44
• 分類號: C23C22/44;C23C22/46
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 何英君

技術領域

本發明一種基于鉬酸鹽在鋁合金表面制備化學轉化膜方法，屬鋁合金表面處理技術領域。

背景技術

鉻酸鹽化學氧化技術因其工藝穩定，鈍化膜層耐蝕性和穩定性優良，且膜層有均勻一致的顏色，被廣泛應用于鋁合金產品的表面防護。但六價鉻是劇毒物質且存在致癌性。歐盟已經發布了一系列關于禁止六價鉻等6種有害物質使用的RoHS指令，電工電子設備的2002/95/EC指令；汽車行業的2000/53/EC指令。我國也在出臺了相應法規，禁止投放市場的電子和電器設備使用含六價鉻的產品，鉻污染削減工程被列為國家“十二五”期間工業清潔生產的重要目標，非六價鉻轉化膜應用推廣技術在電鍍行業中也被明確提出，每平方米金屬產生廢水中應減少六價鉻18.3克。因此，尋求替代六價鉻化學轉化的環保型工藝迫切需要。

替代六價鉻轉化的環保型無鉻化學轉化工藝一直是鋁材表面處理行業最為關注的問題。雖然國內外市場上也有許多產品使用鋁合金三價鉻鈍化技術替代傳統的六價鉻鈍化技術，認為三價鉻的毒性只有六價鉻的百分之一，但隨著使用時間變長，三價鉻產品容易轉變含有六價鉻物質，同樣存在環保安全隱患。國內外對無鉻鈍化技術的研究經歷了從無機金屬鹽體系，到轉向有機物，再到兩者的復配體系的發展過程。無機金屬鹽體系包括Ti，Zr，Mn，Li，Fe，Mo，W，V等金屬鹽，報到較多的有稀土Ce和Ti/Zr鹽。專利US988578提到以稀土Ce鹽作成膜主鹽，Cl離子作腐蝕劑，過氧化物作氧化劑，Sb、Se、等VA或VIA金屬鹽作促進劑，在鋁等多種金屬材料表面可以形成一層淡黃色膜，24小時，45℃下，氧化劑消耗量小于2%。但該發明主鹽用量很大（80g/L以上），成本高，與漆膜結合力測試不理想，工業應用價值有限。專利CN102766862A發明的轉化液配方基于無機的釩鎬金屬鹽及其他無機化合物和少量有機酸，制備的鋁合金表面釩鎬轉化膜耐腐蝕性能和鉻酸鹽轉化膜相近，并具有自修復性能，但膜層沒有顏色，不便于應用生產鑒別鋁合金表面是否成膜。硅烷偶聯劑（Y(CH2)nSiX3）是一類經常見報道了有機物金屬表面保護劑。專利US7875318B2中報道了含有連在兩個不同C原子作橋接的有機N尾基基團的硅烷劑，成膜性能優良。利用有機物膜作鉻酸鹽膜的替代，其明顯的缺陷在于，硅烷尾基的改性設計難，處理成本較高，且有機膜無色，易劃破，單一保護能力較差。無機-有機雜化膜通常是由有機物的水解，無機納米顆粒或無機金屬鹽緩蝕劑的參雜通過共價鍵、配位鍵、氫鍵等作用而在基體形成一層網狀膜。此類專利有較多的報道，如US2002/6419731專利中，描述了一種用于鋁材上無鉻防銹劑，有機物為一種水溶性樹脂，并由鋯的混合物、金屬鋁鹽為無機參雜物。專利US2004/6736908中，也提到了一種有機無機雜化體系，該發明以一種或幾種特殊的水溶或可分散的有機樹脂作有機成分，參雜釩酸鹽及Zr、Ti、Mo、W、Ce一種以上的可溶性金屬鹽,得到的膜層有優良的耐堿性及耐指紋性。US2010/0009083“無鉻轉化膜”專利中報道了兩種導電聚合物聚吡咯和聚乙烯二氧噻吩與氟鋯酸鉀的雜化體系。導電性能更好的聚乙烯二氧噻吩體系優于聚吡咯體系，其最佳體系防護效果可以和Alodine1200相當。

總的來看，有機單一或復合鈍化技術得到的膜層耐蝕性可以暫時達到鉻酸鹽的水平，但其溶液穩定性有較大問題，膜層無色，成本高，應用受到很大限制。針對工業生產需要，為滿足處理液穩定、環保、成本較低，轉化膜有明顯色澤，膜層耐蝕性較好，膜層與漆膜配套性好，選擇無機復合體系鈍化技術可作為無鉻鈍化的大體方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于鉬酸鹽在鋁合金表面制備化學轉化膜方法，使在鋁合金表面獲得均勻致密，耐腐蝕性良好，并具有醒目色彩的鉬鈦轉化膜；以替代或減少采用傳統的鋁合金表面六價鉻化學處理方法。

一、本發明一種基于鉬酸鹽在鋁合金表面制備化學轉化膜方法，其制備化學轉化膜的化學轉化處理液由鉬酸鹽、氟鈦酸鹽、氟鋯酸鹽和絡合劑組份組成，根據配方，按先后順序向蒸餾水中添加鉬酸鹽、氟鈦酸鹽、氟鋯酸鹽和絡合劑配制均勻混合溶液，再以稀硝酸調整溶液pH至規定值，制備成為化學轉化處理液，所述化學轉化處理液，按質量百分比計的組份配方如下：

鉬酸鹽????0.3-2g/L

選自鉬酸銨、鉬酸鈉、鉬酸鉀的一種或幾種；

氟鈦酸鹽??1.6-2.4g/L

選自氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉的一種或兩種；

氟鋯酸鹽??0.6-1g/L

選自氟鋯酸鉀、氟鋯酸鈉的一種或兩種；

絡合劑????0.4-4g/L