一种铝合金中性锆钨转化液及铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金中性锆钨转化液，pH值为6.7～7.2，包括以下组分：氟锆酸：1～8g/L；钨酸钠：2～8g/L；氟化氢铵：1～6g/L；单宁酸：1～6g/L；乙二胺四乙酸二钠：5～10g/L。本发明专利技术还公开了一种铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法。本发明专利技术的铝合金中性锆钨转化液，对设备腐蚀小，便于储存和运输，安全性好，可以不使用耐酸耐蚀槽体等设备，降低成本；在铝合金表面可以获得性能良好的转化膜，膜层有淡金黄色，膜层覆盖均匀，耐蚀性良好，且工艺操作简单。且工艺操作简单。且工艺操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金中性锆钨转化液及铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金表面处理的
，特别涉及一种铝合金中性锆钨转化液及铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金具有导热性好、导电性好、密度低、强度高等优点，被广泛应用在建筑、航空航天、汽车、机械制造等许多民用领域和工业领域中,是应用最广泛的一类有色金属。铝合金的电负性小，铝的标准电极电位较负，只有
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1.66V，从热力学角度可以得知铝是非常活泼的金属，合金表面易形成氧化膜。虽然表面有一层天然氧化膜，但其厚度仅约4nm,较薄且容易被破坏,抗蚀性差,不足以抵抗恶劣环境条件下的腐蚀，耐腐蚀性能有限。因此有必要对铝合金进行表面防护处理。
[0003]化学转化处理是铝合金表面防护技术的重要分支。化学转化处理是指在一定温度下，通过化学或电化学作用使铝基体金属原子与介质中的离子形成一层稳定的、附着力良好的不溶性化合物膜层。传统的铬酸盐转化工艺成熟可靠，膜层中存在可溶性的六价铬使其具有自愈功能，处理过的的铝合金具有优良的耐蚀性能和能够与后续处理的涂层产生良好的结合力。但是由于铬酸盐转化溶液和膜层中均含有属于一级致癌物质的六价铬，会对人体造成很大的伤害以及对环境有很大的破坏，因此目前急需找到能够替代铬酸盐转化工艺的环境友好型的无铬转化处理技术。
[0004]自上世纪的六七十年代开始研究无铬技术以来，钛系、锆系、钛/锆系、稀土系、有机/无机复合体系等工艺均有研究。其中，锆系、钛系类化学转化膜工艺由美国Amchem Products Inc于20世纪80年代初首先提出，自那以后得到了较快发展，最早应用于易拉罐的表面处理，实现了工业化应用。中国专利CN110016659A公开了一种用于制备氟锆酸复合转化膜的处理液、制备方法及转化膜的制备方法。该方法中转化液包含氟锆酸盐、氨水、氨基酸聚合物、氧化剂和络合剂，将处理液稀释10
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20倍后得pH值为3.5
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5.5的工作液后再使用。中国专利CN109207972A公开了一种铝合金表面钛锆铈化学转化膜的制备方法。该方法中转化液由浓度为0.8
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3.2ml/L的氟钛酸、浓度为0.2
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1.6ml/L的氟锆酸、浓度为0.1
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0.5g/L的六偏磷酸钠和浓度为0.1
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0.2g/L的硝酸铈组成，转化液的pH为3.5
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4.5。中国专利CN102766862B公开了一种处理液及用其制备具有自修复性能的铝合金表面钒锆复合转化膜的方法。该专利中所述钒锆转化处理液包含：氟锆酸或氟锆酸盐、偏钒酸盐、氟化钠、硝酸盐、促进剂等组分，将该处理液稀释10
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15倍后得pH值为2.5
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3.5的工作液后再使用。中国专利公开了一种铝合金转化溶液及有色化学转化膜的制备方法，该方法中转化液包含硫酸钛、磷酸钠、高锰酸钾和氯化铁，转化液pH为1.3
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1.8。目前绝大部分公开的技术均在酸性条件下对铝合金进行转化处理，形成化学转化膜。中国专利CN110565085A公开了一种铝合金碱性稀土转化液及铝合金转化处理方法，该转化液由硝酸铈、偏钒酸钠、乙二胺四乙酸二钠、氨水、酒石酸钾钠、氨三乙酸和3
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甲氧基
‑3‑
甲基
‑1‑
丁醇组成，转化液的pH在8
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12，属于
碱性转化液。李国强等提出的Ce
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Mo工艺，即将铝合金置于由NaKC4H4O6·
4H2O 7.5g/L、Na2CO
3 2.5g/L、(NH4)2Ce(NO3)
6 1.5g/L和Na2MoO
4 5.0g/L组成的转化液中，转化液pH为9
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10，经此工艺处理的LF6铝合金其耐蚀性能超过Alodine 1200s转化膜。这些报道的无铬化工艺均是在酸性和碱性范围内的处理技术，不利于储存和运输，需使用耐酸耐蚀槽体等设备，生产成本高。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种铝合金中性锆钨转化液，对设备腐蚀小，便于储存和运输，安全性好，可以不使用耐酸耐蚀槽体等设备，降低成本。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，利用铝合金中性锆钨转化液对铝合金进行转化处理，在铝合金表面可以获得性能良好的转化膜，膜层有淡金黄色，膜层覆盖均匀，耐蚀性良好，且工艺操作简单，成本低廉。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种铝合金中性锆钨转化液，pH值为6.7～7.2，包括以下组分：
[0009]氟锆酸：1～8g/L
[0010]钨酸钠：2～8g/L
[0011]氟化氢铵：1～6g/L
[0012]单宁酸：1～6g/L
[0013]乙二胺四乙酸二钠：5～10g/L。
[0014]优选的，所述pH值由酸碱调节剂调节。
[0015]优选的，述酸碱调节剂为氢氧化钠或硫酸。
[0016]一种铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，包括以下步骤：
[0017]铝合金预处理：对铝合金进行表面打磨、酸洗处理、活化处理；
[0018]转化处理：将预处理后的铝合金浸入到所述的铝合金中性锆钨转化液中，处理温度为20～50℃，处理时间为5～20min。
[0019]优选的，所述处理温度为20～30℃。
[0020]优选的，所述酸洗处理，具体为：在室温条件下酸洗1～2min后水洗。
[0021]优选的，所述酸洗处理中，酸洗液成分为：浓硫酸80～120g/L，磷酸15～25ml，氢氟酸5～10ml/L，辛烷基苯酚聚氧乙烯醚
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10 0.3～1g/L。
[0022]优选的，所述活化处理，具体为：在室温条件下活化1～2min后水洗。
[0023]优选的，所述活化处理中，活化液成分为：浓硝酸100～150ml/L，磷酸10～20ml/L，浓硫酸10～30g/L。
[0024]优选的，所述表面打磨，具体为：用800目砂纸打磨铝合金表面，保持划痕方向一致。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0026](1)本专利技术的铝合金中性锆钨转化液，使用中对设备腐蚀小，便于储存和运输，安全性好，可以不使用耐酸耐蚀槽体等设备，降低成本。
[0027](2)本专利技术的铝合金中性锆钨转化液，适合处理小微、精密铝制零件，避免在强酸
或强碱的转化液中因反应剧烈而改变零件尺寸。
[0028](3)本专利技术的铝合金中性锆钨转化液，不含有六价铬和三价铬，是一种无铬环保工艺。
[0029](4)本专利技术的铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，在铝合金表面可以获得性能良好的转化膜，膜层有淡金黄色，膜层覆盖均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金中性锆钨转化液，其特征在于，pH值为6.7～7.2，包括以下组分：氟锆酸：1～8g/L钨酸钠：2～8g/L氟化氢铵：1～6g/L单宁酸：1～6g/L乙二胺四乙酸二钠：5～10g/L。2.根据权利要求1所述的合金中性锆钨转化液，其特征在于，所述pH值由酸碱调节剂调节。3.根据权利要求2所述的合金中性锆钨转化液，其特征在于，所述酸碱调节剂为氢氧化钠或硫酸。4.一种铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：铝合金预处理：对铝合金进行表面打磨、酸洗处理、活化处理；转化处理：将预处理后的铝合金浸入到权利要求1～3任一项所述的铝合金中性锆钨转化液中，处理温度为20～50℃，处理时间为5～20min。5.根据权利要求4所述的铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，其特征在于，所述处理温度为20～30℃。6.根据权利要求4所述的铝合金表面的锆钨转化膜的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆松林，郭民城，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：