[发明专利]一种环保航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液及脱氧方法

说明书

本发明一种环保航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液由碳酸钠、氢氧化钠、缓蚀剂、整平剂和表面活性剂组成，其质量浓度依次为：70～90g/L、7～10g/L、10～20g/L、15～20g/L和0.5～1g/L。脱氧方法是将除油后的铝合金置入脱氧溶液进行脱氧处理3～9min，控制脱氧溶液pH为12.5～13.5、温度为50～60℃；然后用去离子水清洗，再在室温下30wt%的硝酸中进行出光处理30～70 s。本发明脱氧溶液不含六价铬及氟离子，有利于操作者健康与环境，脱氧效果可以满足铝合金阳极氧化前处理脱氧要求。

技术领域

本发明涉及一种环保航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液及脱氧方法，具体属于铝合金表面处理技术领域。

背景技术

航空铝材是一种超高强度变形铝合金，且其服役环境严苛。例如，飞机上常用的2024铝合金含铜量高达4%，铝含量不到93%，加入改善其机械性能的铜等合金元素，热处理会造成铝合金微观结构的不均匀，使其耐蚀性下降，阳极氧化是提高航空铝合金材料耐蚀性最常用的表面处理手段。铝合金在自然环境下会生成一层氧化膜，这层氧化膜的存在会影响铝合金阳极氧化膜生长过程，进而影响阳极氧化膜层性能。因此，铝合金的阳极氧化前必须进行脱氧处理，将铝合金表面的自然氧化膜去除，即脱氧处理。

我国航空工业一直采用的铝合金脱氧溶液由HNO₃、铬酐和HF按照一定比例配制而成（简称三酸脱氧）。三酸脱氧通过HF来腐蚀基体表面的氧化物，Cr⁶⁺可以有效地抑制HF对基体的腐蚀速率，HNO₃的主要作用是清除挂灰。三酸脱氧处理后的航空铝合金表面均匀光滑，缺陷少，为后续阳极氧化等表面处理提供了有利条件。CN202110386092.1提出了一种铝合金化学氧化方法，其前处理脱氧处理采用了三酸进行脱氧。CN201811582641.7和CN201410009213.0航空铝合金化学铣切加工前处理脱氧也都采用三酸脱氧处理，但是三酸脱氧液中Cr⁶⁺有毒且致癌。马梦婷等改进三酸脱氧工艺，在保留硝酸及氢氟酸的同时，采用硫酸铁及添加剂替代铬酐。由于该工艺含有氢氟酸，氢氟酸亦具有毒性及强刺激性，也会造成一定的安全生产隐患。显然，含铬/氟的铝合金脱氧工艺将被更环保的工艺取代，因此目前急需一种安全、环保型航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液及脱氧方法。

发明内容

在满足航空铝合金脱氧要求的前提下，为解决目前航空铝合金三酸脱氧液的高污染问题，本发明提供了一种环保航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液及脱氧方法。

本发明一种环保航空铝合金阳极氧化前处理脱氧溶液由碳酸钠、氢氧化钠、缓蚀剂、整平剂和表面活性剂组成，其质量浓度依次为：70～90g/L、7～10g/L、10～20g/L、15～20g/L和0.5～1g/L。

所述的脱氧溶液的脱氧方法具体分两个步骤：

步骤1：将除油后的铝合金置入脱氧溶液进行脱氧处理3～9min，控制脱氧溶液pH为12.5～13.5、温度为50～60℃；

步骤2：步骤1处理后的铝合金用去离子水清洗，然后在30wt%的硝酸中进行出光处理，室温条件下出光30～70 s。

所述的缓蚀剂为钼酸钠、硝酸钠中的一种或两种的组合。

所述的整平剂为硫脲。

所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

所述的铝合金为2000系铝合金、7000系铝合金或6000系铝合金。