用含锆和钼的组合物预处理铝表面制造技术

本发明专利技术涉及一种预处理具有由铝或铝合金制成的表面的工件的方法，所述工件用于非机加工成型和/或通过焊接或粘合的接合方法接合至相同预处理的或任选预涂覆的工件或接合至任选预处理的由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢制成的零件，且所述工件用于随后通过磷化方法、通过无铬转化处理、施加底漆的方法或涂漆进行防腐蚀处理。所述工件a)通过浸涂或喷涂方法用包含无机酸的酸性水溶液酸洗，b)用水冲洗，和c)通过使用浸涂或喷涂施加而与不含铬酸盐且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为15:1‑3.5:1的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥工艺后，在每种情况下导致2‑5mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含100‑800mg/l的Zr和30‑100mg/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有2.5‑4.5的pH。

Pretreatment of aluminum surface with zirconium and molybdenum composition

The present invention relates to a method of preprocessing a workpiece with a surface made of aluminum or aluminum alloy, which is used for non machined molding and / or jointing to the same pretreated or selected pre coated workpiece or joint to optional pretreated steel and galvanized steel and / or alloy galvanized steel by welding or adhesive bonding methods. The workpiece is used for subsequent anticorrosion treatment by phosphating, chromium-free conversion, priming, or painting. The work piece a) is washed by acid solution containing inorganic acids by dip coating or spraying, and b) is flushed with water, and C) through the use of dip coating or spray applied to a Zr and a molybdate form of Mo without chromate and the form of a molybdate in the form of complex fluorides and Zr:Mo weight ratio (Zr/Mo metal calculated) as 15:1 3.5:1 Contact, thus after the subsequent drying process, in each case leads to the layer weight of the 2 5mg/m2 Zr and Mo, in which the solution contains the Zr of 100 800mg/l and the Mo of the 30 100mg/l (in Zr/Mo metal) and has a pH of 2.5 4.5.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用含锆和钼的组合物预处理铝表面本专利技术涉及一种预处理具有铝或铝合金表面的工件的方法，所述工件用于非切割成型和/或通过焊接或粘合剂粘合而接合至类似预处理的或任选预涂覆的工件或接合至任选预处理的由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件，且所述工件还用于随后通过磷化、通过无铬转化处理、通过施加底漆或通过表面涂覆进行防腐蚀处理。对于金属的化学表面处理，例如作为施加表面涂层、粘合剂和聚合物的准备，在第一步骤中清洁金属表面，在第二步骤中用水冲洗，最终在第三步骤中用水溶液润湿以形成化学转化涂层且将液膜干燥的方法是已知的。以此方式，当处理液的组成和反应条件适当选择时，可在金属上形成确定地改善表面质量的非金属薄涂层。因此，例如，由表面涂料组合物、粘合剂和聚合物组成的涂层(任选呈膜形式)可显示出显著更好的粘合性并且当它们被施加到已经以这种方式预处理的金属上时显著提高了防腐蚀性。上述类型的方法使用了例如包含特定比例的六价铬、三价铬、碱金属离子和二氧化硅的水溶液，并且产生了用于电绝缘、用于防腐蚀和作为表面涂层的粘合基底等的涂层(DE-B1769582)。由于六价铬的存在，这些方法都具有如下缺点：特别是对于施加涂料组合物和处理涂覆的金属来说需要采取预防措施。为了避免与使用包含六价铬的溶液相关的缺点，一种不同类别的方法提供了施加转化涂层，特别对铝表面而言，其使用基于锆和/或钛的氟阴离子的组合物处理(US-A-4148670、FR-A-942789、EP-A-106389、EP-A-825280)。近年来，在车辆构造中使用具有铝或铝合金表面的工件变得越来越重要。其重要原因是减轻车辆重量以及该类工件具有有利的回收性。此时，通常习惯于通过将多个通常事先在不切削加工下成型并且由具有铝或铝合金表面或者具有钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢表面的工件构成的零件接合在一起来制造车辆。到目前为止，最重要的接合或装配形式是焊接或粘合剂粘合。通常在零件接合之后进行防腐蚀处理，根据接合零件的性质，这可包括磷化处理、无铬转化处理、施加底漆或表面涂层。为确保具有铝或铝合金表面的零件彼此无缺陷接合或者与由钢和/或镀锌钢或合金镀锌钢构成的零件无缺陷接合，必须确保铝或铝合金表面不含氧化铝或铝的可能合金成分的氧化物。由于铝表面在非常短的时间后被新鲜的氧化物层覆盖，因此就此而言似乎有吸引力的酸洗处理并不导致该目的的实现。为了解决上述问题，EP-B-700452的方法提供了使铝或其合金的表面与氟阴离子总浓度为100-4000mg/l且具有0.3-3.5的pH的包含元素硼、硅、钛、锆或铪各自或彼此的混合物的络合氟化物的水溶液接触以进行预处理，然后实施第二永久性防腐蚀处理。在预处理和永久性防腐蚀转化处理之间，对由铝或其合金构成的零件实施非切割和/或切割成型工艺和/或通过粘合剂粘合和/或焊接而接合在一起或者接合至由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件。任选包含特定性质的聚合物的溶液的施加可通过喷涂、浸涂或非冲洗方法进行，其中在无冲洗方法的情况下，湿膜的量优选为2-10ml/m2金属表面，优选为4-6ml/m2金属表面。无论溶液的施加方式如何，有利的是在40-85℃的温度下进行干燥。就清洁而言，在第一次转化处理之前，将由铝或其合金构成的零件在酸性或碱性条件下清洁，其中优选在永久性防腐蚀处理之前，实施进一步的清洁步骤和用水和/或活化冲洗浴实施中间冲洗。就待施加溶液中的氟阴离子浓度和湿膜量的数据而言，对于施加含氟钛酸盐溶液的情况，可计算施加量为0.06-11.73mg/m2，优选为0.12-7.04mg/m2(在每种情况下以钛金属报告)，并且对于施加含氟锆酸盐溶液的情况，施加量为0.09-17.78mg/m2，优选为0.18-7.04mg/m2(在每种情况下以锆金属报告)。本专利技术理念之前的研究表明，EP-B-700452中所述的许多工艺可能性导致不是很有利的结果，特别是就由第一化学转化处理获得的临时防腐蚀和对于产生焊接接合非常重要的体积电阻而言。良好的粘合剂粘合可通过US6,020,030A中公开的方法获得，其中使用有机磷化合物来预处理铝基材。然而，该方法的浴容易受铝离子污染，因此必须借助离子交换树脂移除铝离子。本专利技术的目的是提供一种预处理具有铝或铝合金表面的工件的方法，所述工件用于非切割成型和/或焊接或粘合剂粘合而接合，特别是通过粘合剂粘合而接合至类似预处理或任选预涂覆的工件或接合至由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件，特别是接合至类似预处理的工件，且随后还通过磷化和/或通过无铬转化处理或通过施加底漆和/或通过表面涂覆，特别是通过磷化和无铬转化处理或通过表面涂覆而进行永久性防腐蚀处理，这通常导致工件具有足够低的体积电阻以及良好的可磷化性和粘合性。此外，本专利技术的方法应优选导致良好的临时防腐蚀值并且对铝离子污染浴基本上不敏感。所述目的首先由开头所述类型的方法实现，所述方法设置成使得工件a)通过用包含无机酸的酸性水溶液浸涂或喷涂而进行酸洗，b)用水冲洗，和c)通过浸涂或喷涂施加而与无铬且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为15:1-3.5:1的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥后，在每种情况下导致2-15mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含100-800mg/l的Zr和30-100mg/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有2.5-4.5的pH。在通过浸涂或喷涂施加中，已发现施加仅包含含氟锆酸盐或仅包含钼酸盐的溶液、施加锆:钼重量比(以Zr/Mo金属计算)超出15:1-3.5:1重量比的溶液、施加导致锆和钼的层重量超出2-15mg/m2的溶液都不能获得就本专利技术目的而言令人满意的结果。步骤c)中的通过浸涂或喷涂施加的酸性水溶液优选包含重量比为15:1-5:1，特别优选为13:1-7:1，非常特别优选为11:1-9:1的Zr和Mo。浸涂或喷涂施加优选在干燥后在每种情况下导致2-12mg/m2，特别优选2-10mg/m2，非常特别优选2-8mg/m2的Zr和Mo的层重量。用于通过浸涂或喷涂施加的水溶液优选包含250-700mg/l的Zr和30-80mg/l的Mo，特别优选400-600mg/l的Zr和40-60mg/l的Mo，非常特别优选475-525mg/l的Zr和45-55mg/l的Mo。此外，用于通过浸涂或喷涂施加的水溶液优选具有3.1-4.3，特别优选3.6-4.0的pH，并且还优选具有20-50℃，特别优选20-30℃的温度。其次，所述目的由开头所述类型的方法实现，所述方法根据本专利技术设置成使得工件a)通过用包含无机酸的酸性水溶液浸涂或喷涂而进行酸洗，b)用水冲洗，和c)通过辊涂法与无铬且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为2:1-1:2的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥后，在每种情况下导致2-15mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含0.4-7.5g/l的Zr和0.4-7.5g/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有1.0-3.0的pH。在通过辊涂法施加中，已发现施加仅包含含氟锆酸盐或仅包含钼酸盐的溶液、施加锆:钼重量比(以Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预处理具有铝或铝合金表面的工件的方法，所述工件用于非切割成型和/或通过焊接或粘合剂粘合而接合至类似预处理的或任选预涂覆的工件或接合至任选预处理的由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件，且所述工件还用于随后通过磷化、通过无铬转化处理、通过施加底漆或通过表面涂覆进行永久性防腐蚀处理，其中所述工件：a)通过用包含无机酸的酸性水溶液浸涂或喷涂而进行酸洗，b)用水冲洗，和c)通过浸涂或喷涂施加而与无铬且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为15:1‑3.5:1的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥后，在每种情况下导致2‑15mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含100‑800mg/l的Zr和30‑100mg/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有2.5‑4.5的pH。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.15 DE 102015217585.51.一种预处理具有铝或铝合金表面的工件的方法，所述工件用于非切割成型和/或通过焊接或粘合剂粘合而接合至类似预处理的或任选预涂覆的工件或接合至任选预处理的由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件，且所述工件还用于随后通过磷化、通过无铬转化处理、通过施加底漆或通过表面涂覆进行永久性防腐蚀处理，其中所述工件：a)通过用包含无机酸的酸性水溶液浸涂或喷涂而进行酸洗，b)用水冲洗，和c)通过浸涂或喷涂施加而与无铬且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为15:1-3.5:1的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥后，在每种情况下导致2-15mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含100-800mg/l的Zr和30-100mg/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有2.5-4.5的pH。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤c)中的酸性水溶液包含呈络合氟化物形式Zr和呈钼酸盐形式的Mo，且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为13:1-7:1。3.一种预处理具有铝或铝合金表面的工件的方法，所述工件用于非切割成型和/或通过焊接或粘合剂粘合而接合至类似预处理的或任选预涂覆的工件或接合至任选预处理的由钢和/或镀锌钢和/或合金镀锌钢构成的零件，且所述工件还用于随后通过磷化、通过无铬转化处理、通过施加底漆或通过表面涂覆进行永久性防腐蚀处理，其中所述工件：a)通过用包含无机酸的酸性水溶液浸涂或喷涂而进行酸洗，b)用水冲洗，和c)通过辊涂法与无铬且包含呈络合氟化物形式的Zr和呈钼酸盐形式的Mo且Zr:Mo重量比(以Zr/Mo金属计算)为2:1-1:2的酸性水溶液接触，从而在随后的干燥后，在每种情况下导致2-15mg/m2的Zr和Mo的层重量，其中所述溶液包含0.4-7.5g/l的Zr和0.4-7.5g/l的Mo(以Zr/Mo金属计算)并且具有1.0-3.0的pH。4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤c)中的酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·毛鲁斯，T·文德尔，N·S·克尔法拉，
申请(专利权)人：凯密特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE