[发明专利]一种航空用铝合金的无铬钝化液的配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种航空用铝合金的无铬钝化液的配制方法。

背景技术

众所周知，传统的铝合金表面防护处理工艺主要是铬酸盐钝化，该钝化工艺简单、成本低、抗蚀性能好，但铬酸盐钝化液含六价铬，毒性大，环境污染严重，镀件在生产和回收过程中易对人体健康产生危害。随着欧盟RoHS环保指令的实施，所有在欧盟市场上出售的电子电气设备必须禁止使用铅、水银、镉、六价铬等重金属，与此同时国内相应的环保措施也逐步严格，因此研究开发经济、环保、高效并可适用于大规模工业生产的无铬钝化处理技术来代替现行的铬酸盐钝化处理技术，具有十分重要的科学意义和实用价值。

近几年，有使用前景且效果较好的无铬钝化液主要是锆钛系、钼酸盐、稀土铈盐、三价铬和有机硅烷体系。锆钛系是研究较早，比较可靠，应用较广的无铬处理液。钝化液主要是钛锆的酸或盐、氟化物、磷酸或加入有机聚合物，如聚丙烯酸或脂，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮等。这种工艺可以在铝合金表面形成一层耐蚀的钝化膜。其防腐蚀能力同铬酸盐接近，已在市场上广泛使用，但存在氟化物等同样污染环境的物质。钼与铬同族，且钼酸盐低毒，在替代铬酸盐处理方面具有一定的优势。钝化液中含钼酸或钼酸盐，与其它无机酸或盐配合使用，如磷酸或盐、高锰酸或盐等，钝化膜的耐蚀性能较好。铈盐钝化膜中含铈的氧化物和氢氧化物，具有很好的耐蚀性，并接近低铬酸盐钝化膜。但是存在处理时间长，处理温度高，较为复杂等缺点，距实际生产还有一定的距离。三价铬的毒性只有六价铬的1wt％左右，钝化液以三价铬盐为主。三价铬膜层均匀、附着性好，其耐蚀性能接近低铬酸盐钝化膜。但以三价铬为主体的钝化液，最终还存在着含铬的问题，不能从根本上解决铬的危害，其使用正逐渐退出市场。有机硅烷是利用Si-O-Al化学键和Si-O-Si网络结构对铝合金起到封闭作用，阻挡和隔离侵蚀性介质，耐蚀性较好，但存在水解稳定性差、与有机涂层结合性差等问题。

航空用铝合金合金元素含量高，并且由于其技术要求高，使用环境恶劣，因此要求针对其高合金元素的特点采用特殊的钝化液，并且钝化膜的耐腐蚀效果要好。

发明内容

本发明的目的在于提出一种航空用铝合金的无铬钝化液的配制方法，该方法配制的钝化液为针对航空用铝合金的特点专门设计，无铬无氟，对环境友好，且采用其制备的钝化膜的耐腐蚀性能好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种航空用铝合金的无铬钝化液的配制方法，该钝化液的组成为：氯化铈6-8g/L，硝酸镧1-3g/L，硫酸镨2-4g/L，高锰酸钾8-10g/L，氯化亚铁12-14g/L，高铁酸钾3-5g/L，硝酸钙1.5-2.5g/L，柠檬酸钠6-8g/L，水性聚氨酯60-66g/L，间苯二甲胺6-8g/L，次氮基三亚甲基三膦酸7-9g/L，十二烷基苯磺酸钠1-3g/L，余量为去离子水；所述配制方法为：

1）在第一容器中加入适量水，然后依次加入氯化铈、硝酸镧、硫酸镨、氯化亚铁、硝酸钙，使其溶解制备得溶液；

2）在第二容器中加入适量水，加热至60-70℃，依次加入柠檬酸钠、水性聚氨酯、间苯二甲胺和次氮基三亚甲基三膦酸，搅拌30-40分钟；然后冷却至室温；

3）将第二容器中溶液加入第一容器中，搅拌均匀后加入高锰酸钾和高铁酸钾以及十二烷基苯磺酸钠，再加入剩余的去离子水，然后搅拌均匀即可。

本发明的有益效果为：

本发明钝化液为针对航空用铝合金的特点专门设计，无铬无氟，对环境友好，添加复合稀土盐改善钝化膜的耐腐蚀性能，并通过添加高铁酸钾稳定钝化溶液，通过添加水性聚氨酯和次氮基三亚甲基三膦酸改善成膜性能。因此采用本发明的钝化液制备的钝化膜的耐腐蚀性能好。

具体实施方式

实施例一

一种航空用铝合金的无铬钝化液的配制方法，该钝化液的组成为：氯化铈6g/L，硝酸镧3g/L，硫酸镨2g/L，高锰酸钾10g/L，氯化亚铁12g/L，高铁酸钾5g/L，硝酸钙1.5g/L，柠檬酸钠8g/L，水性聚氨酯60g/L，间苯二甲胺8g/L，次氮基三亚甲基三膦酸7g/L，十二烷基苯磺酸钠3g/L，余量为去离子水；所述配制方法为：

1）在第一容器中加入适量水，然后依次加入氯化铈、硝酸镧、硫酸镨、氯化亚铁、硝酸钙，使其溶解制备得溶液；

2）在第二容器中加入适量水，加热至60℃，依次加入柠檬酸钠、水性聚氨酯、间苯二甲胺和次氮基三亚甲基三膦酸，搅拌40分钟；然后冷却至室温；