一种铝合金表面转化膜处理剂、制备方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金表面转化膜处理剂、制备方法和使用方法，转化膜处理剂的组分包括：钛酸盐4～8g/L，锆酸盐2.5～5.5g/L，氟化物2～8g/L，氯化锡0.5-0.8g/L，氯化稀土0.2～0.8g/L，有机酸1～5g/L，余量为水。制备方法包括如下步骤：(1)将氯化锡、氯化稀土与有机酸混合均匀，配成A液；(2)钛酸盐、锆酸盐、氟化物和水混合均匀配成B液；(3)将A液缓慢混合入B液中，搅拌混合，获得转化膜处理剂。本发明专利技术解决了铝合金基体涂装附着力差的问题，提高了铝合金表面与漆膜的结合性能，提高了漆膜的耐腐蚀性能及使用寿命，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金表面转化膜处理剂、制备方法和使用方法


[0001]本专利技术属于铝合金表面处理领域，具体地说，涉及一种铝合金表面转化膜处理剂、制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]铝合金是一种有色金属材料，密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。铝合金是目前工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
[0003]在铁道交通行业，随着机车速度的不断提高，轻量、重载已成为现代化机车车辆运输的重要标志。要做到轻量、高速、重载，就必须减轻车体自重，采用铝合金材料是减轻车体自重的有效措施。目前，行业内对机车减轻自重的呼声越来越高，同时又要保证焊接接头强度及结构安全性，铝合金因其密度小、可回收性好，在保证车体同等强度下，铝合金制成的车体自重最大可减轻50％，而且铝合金的耐腐蚀性好，可以延长车辆使用寿命。同时由于铝合金车体的密封性好的特点，铝合金继不锈钢车体之后，近年来得到越来越广泛的应用。因此，生产制造铝合金车体是动车组和城市轨道车辆发展的必然趋势。
[0004]但是，铝合金车体在不做表面整体机械打磨的情况下，会出现表面涂覆性差、漆膜附着力差的问题，大大降低了机车表面漆膜的使用寿命。这是因为铝合金表面能够在空气中形成一层氧化铝陶瓷膜，而此陶瓷膜表面可润湿性极差，从而造成机车表面油漆的可涂覆性变差。而整车打磨的方法虽然能够很大程度增加机车表面的可涂覆性，但是同时耗费巨大的人力、物力，生产效率也很难提升。
[0005]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种铝合金表面转化膜处理剂、制备方法和使用方法，进一步提高了铝合金表面与漆膜的结合性能，提高了漆膜的耐腐蚀性能及使用寿命，提高了生产效率。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0008]本专利技术的第一目的是提供一种铝合金表面转化膜处理剂，转化膜处理剂的组分包括：
[0009]钛酸盐4～8g/L，锆酸盐2.5～5.5g/L，氟化物2～8g/L，
[0010]氯化锡0.5～0.8g/L，氯化稀土0.2～0.8g/L，有机酸1～5g/L，余量为水。
[0011]进一步的方案，转化膜处理剂的组分包括：
[0012]氟钛酸钾4～8g/L，氟锆酸钾2.5～5.5g/L，氟化钾2～8g/L，
[0013]氯化锡0.5～0.8g/L，氯化稀土0.2～0.8g/L，有机酸1～5g/L，余量为水。
[0014]本方案中将氟钛酸钾和氟锆酸钾作为主要成膜成分，将氯化稀土和氯化锡作为成
膜添加剂，并添加有机酸和氟化钾，制备稳定性好、耐腐蚀性能好的转化膜处理剂。氯化锡起到催化剂的作用，能够促进氯化稀土在酸液中的溶解，增加制备的工作液的通透性，进一步提高成膜效果。氯化锡与氯化稀土配合作用，可以大大提高铝合金表面与漆膜的结合性能。
[0015]进一步的方案，所述氯化稀土包括氯化铈、氯化镧、氧化钕中的至少一种。
[0016]进一步的方案，所述有机酸包括有机单宁酸、有机磷酸中的至少一种。
[0017]本专利技术的第二目的是提供一种如上所述的铝合金表面转化膜处理剂的制备方法，包括如下步骤：
[0018](1)将氯化锡、氯化稀土与有机酸混合均匀，配成A液；
[0019](2)钛酸盐、锆酸盐、氟化物和水混合均匀配成B液；
[0020](3)将A液缓慢混合入B液中，搅拌混合，获得转化膜处理剂。
[0021]本方案中，将转化膜处理剂的各组分分类溶解，分别制成均匀稳定的透明液体后再缓慢混匀，有利于形成稳定的转化膜处理剂工作液，提高成膜效果。
[0022]进一步的方案，所述转化膜处理剂的pH为3.5～5.5。
[0023]本专利技术的第三目的是提供一种如上所述的铝合金表面转化膜处理剂的使用方法，包括如下步骤：
[0024](1)对铝合金基体进行前处理；
[0025](2)采用喷涂的方式，将转化膜处理剂均匀涂覆在铝合金基体上，转化，烘干。
[0026]进一步的方案，步骤(2)中，转化温度为25℃～40℃，转化时间为3min～5min。
[0027]进一步的方案，步骤(2)中，烘干温度为40℃～50℃，烘干时间为3min～5min。
[0028]进一步的方案，步骤(2)中，将转化膜处理剂涂覆在铝合金基体上的喷涂压力0.4～0.7MPa。
[0029]铝合金基体的表面非常光滑，粗糙度不够，漆膜涂层在其表面附着力就很差，很容易发生漆膜脱落的现象。而经上述步骤在铝合金基体表面形成化学转化膜后再涂覆漆膜，能够增加漆膜与基体的结合，增加耐腐蚀性，延长使用寿命，提高生产效率。
[0030]漆膜的附着机理主要包括机械附着力以及化学附着力。机械附着力主要是由底部材料粗糙度、多孔性、清洁度以及漆膜强度等性质决定；粗糙基体表面凹凸不平的结构能够大大增加两者的接触面积，增强嵌锁作用，提升附着力。化学附着力一般是指界面间作用力，主要由两界面之间范德华力、静电作用力、氢键以及一些化学键组成。漆膜当中的极性基团易与金属表面转化膜当中的羟基发生缩合形成共价键，由氢键以及范德华力共同构成分子间作用力，氢键的存在对体系有着较为重要的作用；而共价键的键能远高于普通的次价键。本方案中的转化膜既提高了铝合金表面的粗糙度，增加了机械附着力，又能够与漆膜形成共价键，增加化学附着力，因此可以大大提高铝合金表面与漆膜的结合性能。
[0031]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0032]1、本专利技术采用一种改进组方的铝合金表面转化膜处理剂对铝合金表面，尤其是铝合金地铁车辆的表面进行涂覆，形成化学转化膜后再涂覆漆膜，能够大幅增加漆膜与铝合金基体的结合，增加耐腐蚀性，延长使用寿命；避免了传统涂装方法中整车打磨耗时耗力的缺点，提高了生产效率。
[0033]2、本专利技术的改进组方的铝合金表面转化膜处理剂中，氯化锡与氯化稀土配合作
用，可以大大提高铝合金表面与漆膜的结合性能。
[0034]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0035]附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
[0036]图1是本专利技术铝合金基体涂装样件示意图；
[0037]图2是本专利技术不同表面处理试样粗糙度测试结果；
[0038](a)未处理，(b)前处理，(c)转化膜处理剂处理后；
[0039]图3是本专利技术不同表面处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面转化膜处理剂，其特征在于，转化膜处理剂的组分包括：钛酸盐4～8g/L，锆酸盐2.5～5.5g/L，氟化物2～8g/L，氯化锡0.5～0.8g/L，氯化稀土0.2～0.8g/L，有机酸1～5g/L，余量为水。2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面转化膜处理剂，其特征在于，转化膜处理剂的组分包括：氟钛酸钾4～8g/L，氟锆酸钾2.5～5.5g/L，氟化钾2～8g/L，氯化锡0.5～0.8g/L，氯化稀土0.2～0.8g/L，有机酸1～5g/L，余量为水。3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金表面转化膜处理剂，其特征在于，所述氯化稀土包括氯化铈、氯化镧、氧化钕中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的一种铝合金表面转化膜处理剂，其特征在于，所述有机酸包括有机单宁酸、有机磷酸中的至少一种。5.一种如权利要求1-4任意一项所述的铝合金表面转化膜处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氯化锡、氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔腾波，姚喜龙，兰军，孙波，张伟超，
申请(专利权)人：天津中车四方轨道车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：