[发明专利]一种在铝合金表面制备高耐蚀性有色钝化膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金表面化学钝化处理方法，特别涉及一种在铝合金表面制备高耐蚀性Ti/V有色钝化膜的方法。

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。但是，铝合金活性较大，容易腐蚀，需要对表面进行防腐蚀处理。常用的方法是在铝合金表面生成一层完整、致密、均匀的钝化膜后再喷涂的方法。目前使用最广泛的钝化方法是低浓度铬酸盐（约0.2%重铬酸盐或铬酐）钝化，主要原因是该钝化工艺简单、成本低廉，形成的膜层具有优良的耐蚀性能和自愈能力。但是常规铬酸盐钝化液及其所成膜中均含有对人体健康及环境存在严重危害的六价铬，随着人们环保意识的增强，铬酸盐钝化的使用正受到越来越严厉的限制，研究开发新的环境友好型表面处理技术迫在眉睫。目前研究较多的无机盐类如钼酸盐、硅酸盐、稀土盐、钛锆复合盐等，有机类如硅烷、硅溶胶、植酸、单宁酸等，其中钛锆复合保护膜以其良好的耐蚀性和无毒无污染等特点，近年来已倍受学者关注，被誉为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、201010285851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，但都存在一些缺点，主要表现为：1）钛锆钝化膜绝大多数为无色，肉眼难以区分，不利于生产的在线判断；2）处理工艺复杂，处理工艺繁复，实现工业化的难度较大；3）成膜时间较长，降低了生产效率。

发明内容

为了克服本发明的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种在铝合金表面制备高耐蚀性Ti/V有色钝化膜的方法，本发明生成的膜层具有颜色，方便观察，且可以快速形成具有高耐蚀性的钝化膜。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种在铝合金表面制备高耐蚀性有色钝化膜的方法，包括以下步骤：

（1）对铝合金表面进行预处理；

（2）将经步骤（1）处理过的铝合金置于处理液中，在25℃～90℃浸渍10s～600s即在铝合金表面得到含锆、钛、钒的黄色钝化膜；所述铝合金处理液的组成如下：

所述铝合金处理液的组成优选的范围如下：

所述铝合金处理液的pH值为2.0～4.0。

步骤（1）所述对铝合金表面进行预处理，具体为：

将铝合金表面打磨至1000#，依次进行工业酸洗和混酸处理。

所述工业酸洗，具体为：

将铝合金置于25～35℃的酸性溶液中，浸渍1～3分钟，所述酸性溶液的组成为100g/L H₂SO₄、20mL/L H₃PO₄、0.3g/L OP-10、6mL/L HF。

所述混酸处理，具体为：

将铝合金置于25～35℃混合酸溶液中，浸渍1～3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。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）生成的膜层具有颜色，有利于生产过程中的观察与操作，传统的钛锆钝化膜均无颜色，肉眼难以观察；

（2）提高了成膜速度，传统的钛锆钝化膜成膜需要20～30min，本发明在60s内即可获得黄色膜层，缩短了成膜时间，提高了生产效益；

（3）提高了膜层的耐蚀性能，传统的钛锆钝化膜的腐蚀电流密度为0.08μA·cm²，本发明在短时间内获得的膜层腐蚀电流密度为0.044μA·cm²。

（4）传统的钛锆钝化膜需要在高温下进行，而本发明在常温下进行，达到了节能的目的。

附图说明

图1为经钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；

图2为经含钒盐的钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；

图3为实施例2中钛锆处理液的铝合金表面SEM图；

图4为经钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；

图5为经含钒盐的钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；

图6为经实施例2中的钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；

图7为图6中第二相粒子的EDS图；

图8为不同处理工艺下钝化膜的电化学极化曲线。

具体实施方式