[发明专利]制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的处理液及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金表面化学转化处理方法，特别是涉及一种制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的处理液及方法，可在铝合金表面获得厚度均匀、致密的黄色含Ti/Zr复合化学转化膜层，以替代传统的铬酸盐转化处理。

背景技术

铝合金目前已经成为使用量仅次于钢铁的第二大金属材料。铝合金在大气环境条件下，表面可以形成一层极薄的氧化物膜免遭侵蚀。但这种自发氧化膜容易破损，尤其在含有Cl-的环境中，极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等各种破坏。为了克服铝合金表面性能的缺点，扩大其应用范围，延长使用寿命，铝合金表面防护非常重要。

铬酸盐化学转化是铝合金表面处理的重要方法。但是，众所周知，铬酸盐化学转化处理中Cr6+毒性高，环境污染较大且易致癌，其应用逐渐受到限制。欧盟ROHS、ELV和WEEE法规的实施以及人们对六价铬离子毒害作用的认识，六价铬酸盐转化膜技术正受到严厉的限制。我国也已经严格限制铬酸盐钝化技术的应用。铬酸盐转化处理的替代技术研究开发受到广泛关注，许多无铬化技术相继出现，如磷化、钛锆处理工艺(BM6021)、CF-5系列处理技术等。在众多的无铬钝化技术中，钛锆钝化工艺以其优异的性能获得了高度重视，被誉为是最有希望替代铬酸盐钝化技术的方法。申请号为200410026047、200510125869、200710034656、200710122088、200710158469、200910085265的中国发明专利申请都涉及这些技术。虽然这些专利技术具有一定的实用化前景，但是上述专利技术存在以下缺点使其在生产中的广泛推广应用受到一定的限制。其缺点主要表现为：1)、钛锆转化膜绝大部分是无色或淡蓝色，肉眼识别具有较大难度，不利于生产中的在线判断；2)、处理温度高，工艺复杂，同传统铬酸盐处理相比较，成膜速度和处理成本有着巨大差距。虽然中国专利200610046292公开了一种可在铝合金表面获得金黄色钛锆转化膜的处理液，但该转化处理液制备过程中需要加热，溶液配制时间长(0.5小时至4小时)，且该专利未提及化学转化膜的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的处理液及方法。本发明适于多种系列铝合金的表面转化处理。转化处理涂层与基体结合强度高、防护性能优异，操作简单，涂层中不含对环境和人体有害的六价或三价铬。本发明所获得的涂层呈淡黄色、颜色均匀，易于在线判断成膜质量。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现。

一种制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的处理液，组成为：氟钛酸、氟锆酸、锰盐和有机酸，各组分的含量如下：

氟钛酸    0.5g/L～2.0g/L

氟锆酸    0.4g/L～2.0g/L

锰盐      2.0g/L～5.0g/L

有机酸    0.5g/L～2.0g/L；

所述锰盐选自硫酸锰、氯化锰或磷酸锰中的一种；

所述有机酸选自单宁酸或柠檬酸中的一种。

所述处理液的pH值2.0～3.0。

应用所述的处理液制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的方法，包括如下步骤：

(1)将铝合金表面打磨至1000#、依次进行碱洗和酸处理；

(2)经步骤(1)处理过的铝合金置于权利要求1或2所述的处理液中，在15～35℃浸渍5～30分钟即在铝合金表面得到含Ti/Zr的黄色钝化膜。

所述碱洗为将铝合金置于45～55℃的碱性溶液中，浸渍1～3分钟，碱性溶液的组成为氢氧化钠和无水碳酸钠，其中氢氧化钠40～50g/L，无水碳酸钠3～5g/L。

所述酸处理为将铝合金置于25～35℃混合酸溶液中，浸渍1～2分钟，混合酸溶液的组成为硝酸10％wt、磷酸2.5％wt和硫酸1.5～2％wt。

处理液配制好后，在100r/min～150r/min的搅拌速度下，搅拌2～6分钟。

本发明和现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明适于多种系列铝合金的表面转化处理。转化处理涂层与基体结合强度高、防护性能优异，操作简单，涂层中不含对环境和人体有害的六价或三价铬。未经处理的6063铝合金腐蚀电流密度为6.781μA/cm²，钝化区域ΔE为0mV；经本发明处理的6063铝合金腐蚀电流密度最低可降至0.224μA/cm²，为未涂层合金的1/30，耐腐蚀性能提高30倍。

(2)本发明所获涂层呈淡黄色、颜色均匀，易于在线判断成膜质量。