[發(fā)明專利]一種鋁和鋁合金無鉻鈍化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410476055.X
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN104178758A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱忠良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朱忠良
• 主分類號(hào): C23C22/56
• 分類號(hào): C23C22/56
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 范坤坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬表面處理技術(shù)，具體地，本發(fā)明涉及一種鋁和鋁合金無鉻鈍化方法及無鉻鈍化液。

背景技術(shù)

鋁表面處理是一個(gè)涉及很多領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)，包括汽車、摩托車、航天航空、家用電器、電子、建材、通用金屬加工。其中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是鋁表面處理中最常用的一種技術(shù)手段。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜具有一定的耐腐蝕性和良好的物理吸附能力，可大大提高鋁材基體與涂層的結(jié)合力，增強(qiáng)鋁制品的抗腐蝕能力，其處理速度快、不消耗電能、所需設(shè)備簡單、處理成本低。目前，較為常見的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的方法有三種：

1、鉻化：此法于1945年山美國化學(xué)涂料公司發(fā)明，也稱為阿洛丁氧化法，后由英國帝國化學(xué)公司推廣使用，稱阿洛克羅姆法。其主要成分為：以鉻酐為氧化劑和成膜劑，加以氟化物等添加劑，成膜為致密的鉻酸鹽，有良好的耐腐蝕性。但是，這種方法所形成的轉(zhuǎn)化膜，含有六價(jià)鉻，會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

2、磷鉻化：又稱綠鉻化，磷鉻化早在1945年就開始使用在鋁表面處理上，至今，仍在使用中。磷鉻化膜源于三價(jià)鉻，其主要成分為：酸性磷酸鹽、酸性或堿性鉻酸鹽、絡(luò)合劑、氟化物。這種方法與鉻化方法的差別在于磷酸鹽替代了鉻酸鹽，降低了污染，且在工藝上精簡了酸性去氧化作用的工序。但是，這種方法中，磷鉻化膜耐腐蝕性不如鉻化膜，所以使用收到一定的限制，而且，也沒有完全脫離六價(jià)鉻的污染。

美國第5,380,374、5,952,049和6,038,309號(hào)專利公開了使用含第IV族金屬化合物(包括鈦)的酸性溶液，與氧陰離子一起在無氟化物離子的情況下用于在鋁及其合金、鎂和鐵類金屬上形成轉(zhuǎn)化涂層。美國第6,059,867、5,951,747、5,728,233和5,584,946號(hào)專利公開了使用含第IV族金屬化合物(包括鈦)的酸性溶液，與磷酸鹽及相關(guān)離子連結(jié)而在鋁及其合金上形成轉(zhuǎn)化涂層。美國第6,206,982號(hào)專利公開了一種利用稀土元素如鈰在鋁上形成轉(zhuǎn)化涂層的方法。這些發(fā)明通常用于產(chǎn)生粘接性底涂層，其提供對(duì)油漆良好的粘接性。上述發(fā)明通常不適合于電鍍的鋅或鋅合金沉積物，其裝飾性外觀和耐腐蝕性是特別重要的。

美國第6,217,674、5,449,414和5,342,456號(hào)專利公開了在水溶性有機(jī)聚合物分散液內(nèi)使用第IV族金屬化合物。這些組合物通過浸漬或噴涂技術(shù)涂敷于金屬物件上。以此方式涂敷的有機(jī)聚合物涂層傾向于不均勻，對(duì)于多種商業(yè)用途來說這是不希望的。

CN1260391C公開了一種不含鉻的組合物和方法，用于提高鋅或鋅合金表面的耐腐蝕性。該組合物含有一種鈦離子或鈦酸鹽的源，一種氧化劑和氟化物或絡(luò)合氟化物。該組合物優(yōu)選含有一種有機(jī)酸和/或一種第Ⅱ族金屬化合物，優(yōu)選為第Ⅱ族金屬化合物。

CN102181853?A涉及一種用于鋁合金表面鈍化的處理液，由下述質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成：鈦酸鉀、鈦酸鈉和鈦酸鎂鹽的混合物20-30％，鋯酸鉀、鋯酸鈉和鋯酸鎂鹽的混合物5-15％，改性有機(jī)硅樹脂5-15％，以及聚氨酯樹脂40-50％。本發(fā)明所述的新型鋁合金無鉻鈍化處理液，專門用于鋁及其合金、鎂及其合金的表面處理，不但可以提高材質(zhì)本身的耐腐蝕性，而且會(huì)增強(qiáng)材質(zhì)與其涂層的附著力，具有使用工藝簡單、成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中所述的鋁和鋁合金的無鉻鈍化方法，或者是鈍化后效果不好，耐腐蝕性不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求，或者是由于無鉻鈍化液原料價(jià)格較高，成本較高，不便于規(guī)模化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種鋁和鋁合金的無鉻鈍化方法，通過所述方法鈍化后的鋁和鋁合金耐腐蝕性強(qiáng)，且成本低，便于商業(yè)化應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

所述鋁和鋁合金無鉻鈍化方法通過將所述鋁或鋁合金表面與一種無鉻鈍化液相接觸，所述無鉻鈍化液含有：

a)以鈦含量計(jì)的鈦酸鹽?10～20g/L；

b)鋯酸鹽?1～5g/L；

c)改性有機(jī)硅樹脂?5～10g/L；

d)酚醛環(huán)氧樹脂?1～5g/L；

e)第II族金屬化合物?1～10g/L；

f)檸檬酸?1～15g/L。

所述鈦酸鹽的含量例如為10.5g/L、11g/L、11.5g/L、12g/L、12.5g/L、13g/L、13.5g/L、14g/L、14.5g/L、15g/L、15.5g/L、16g/L、16.5g/L、17g/L、17.5g/L、18g/L、18.5g/L、19g/L或19.5g/L。