[发明专利]表面稀土膜转化剂及铝合金表面稀土膜转化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金表面处理领域，具体涉及采用一种表面稀土膜转化剂及 铝合金表面稀土膜转化处理方法。

背景技术

高强质比的铝合金广泛应用于航天、航空、汽车、自行车等工业领域。然 而铝合金的局部腐蚀(如点蚀——pitting corrosion，线状腐蚀——filiform corrosion等)一直以来是其失效的主要原因之一。也是表面易钝化的铝合金等 或类似合金中局部腐蚀最常见的形式之一，往往发生在侵蚀性阴离子和氧化剂 共存的环境下。该类腐蚀因为隐蔽性极强、破坏性极大，而被广泛重视和深入 研究。因此，需要在铝合金表面设计一层防护性的转化层或者涂层，提高其在 恶劣环境下的服役性能。

铝合金表面以铬酸和铬酸盐等六价铬化合物处理提高其表面耐腐蚀性能的 主要手段。由于六价铬具有很强的毒性，目前很多国家已将铬酸盐列为最有害 的化合物之一，铬酸盐的使用受到了严格限制。研究表明，在铝合金表面沉积 稀土氧化物膜能够有效地提高铝合金的抗腐蚀性能，而且稀土元素在铝合金表 面富Cu金属间相(比如S相)附近形成保护薄层。

目前，在铝合金表面的生成一层稀土薄膜的方法主要有以下几种：

第一，常温盐浴表面稀土转化膜法；第二，热活化盐浴表面稀土转化膜法； 第三，水溶胶Ce盐电泳沉积稀土。

然而现有各种方法都有其局限性，比如稀土盐浴沉积技术，生产费时，工 艺周期太长不利于实际应用，而且溶液配方复杂；高温稀土盐浴沉积技术则是 需要相对高的温度，也不利于工艺的开展；水溶液胶体电泳沉积技术需要的电 位太高，高于36V安全电压，而且沉积效率也较低，也不利于工程实际应用。 因此，寻求一种工艺简单、经济实用、应用广泛且无污染的表面处理技术是一 个非常有价值的研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种性能稳定、使用方便的表面稀土膜转化剂。

以及，提供一种工艺简单、经济环保、成膜速度快、能获得良好的耐蚀性 稀土转化膜的铝合金表面稀土膜转化处理方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种表面稀土膜转化剂，该表面稀土膜转化剂包含按1L∶[1～10g]∶[1～ 10mL]的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分；

所述氧化剂为含有过氧基的有机物。

以及，一种铝合金表面稀土膜转化处理方法，其包括如下步骤：

铝合金表面的预处理；

将上述铝合金浸没在表面稀土膜转化剂中进行铝合金表面稀土膜转化处 理，所述的表面稀土膜转化剂包含按1L∶[1～10g]∶[1～10mL]的醇溶剂、铈 盐和氧化剂三组分；其中，所述氧化剂为含有过氧基的有机物；

将铝合金从表面稀土膜转化剂中取出，干燥固化。

上述表面稀土膜转化剂体系分散均匀，性能稳定。在使用过程中，采用有 机醇作为溶剂有效避免了水对铝合金表面的影响，加入的氧化剂作为成膜的促 进剂，使得表面稀土膜转化剂在铝合金具有适宜的成膜速度，形成致密、牢固 的稀土膜层，同时有效免除了电化学沉积设备。由于有机醇溶剂易挥发，从而 有效提高了铝合金表面形成的稀土膜层干燥时间，提高了生产效率，回收挥发 的有机醇溶剂还可重复利用，不产生污染，并且有效降低了生产成本；所含的 铈盐有效提供了可溶性稀土铈离子，可溶性稀土铈离子在铝合金基体腐蚀中自 由沉积到发生腐蚀的位置，阻止金属基体的进一步腐蚀，从而使得本发明的表 面稀土膜转化剂所形成的稀土膜具有自修复特性。在铝合金表面稀土膜转化处 理方法中，只需将经预处理后铝合金浸没该表面稀土膜转化剂中，然后取出干 燥即可，因此该方法工艺简单、经济环保、成膜速度快。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为AA5083铝合金试样转化膜处理前样品的电子显微镜观察表面形貌 (a)；

图2为AA5083铝合金试样稀土转化膜处理后样品的电子显微镜观察表面 形貌；

图3为AA 6061铝合金试样转化膜处理前样品的电子显微镜观察表面形 貌；

图4为AA 6061铝合金试样稀土转化膜处理后样品的电子显微镜观察表面 形貌；

图5为AA5083铝合金试样未加氧化剂的转化剂处理样品的电子显微镜观 察表面形貌；