一种铝合金卷材的预处理方法技术

本发明专利技术涉及铝合金表面处理领域，尤其涉及IPC C23C领域，更具体地，涉及一种铝合金卷材的预处理方法。本发明专利技术通过特定的预处理方法并搭配特定的处理液，能够同时改善粘合剂的粘接性和铝合金的焊接性，并且预处理后的铝合金基材和后续的永久性防腐处理之间具有良好的兼容性，从而使得该预处理方法非常适合应用于汽车车身的铝合金部件的焊接或粘接。车车身的铝合金部件的焊接或粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金卷材的预处理方法


[0001]本专利技术涉及铝合金表面处理领域，尤其涉及IPC C23C领域，更具体地，涉及一种铝合金卷材的预处理方法。

技术介绍

[0002]因鉴于铝合金材料的如下应用优势：1、减重与节能环保效果显著，2、易于回收再利用，3、提升乘客的安全性与舒适性。所以在汽车轻量化的进程中,铝合金材料的应用越来越收到欢迎。
[0003]目前，车身铝合金部件在组装过程中，主要通过焊接和/或粘合剂粘结的接合或装配形式，连接至其他部件(铝合金件、镀锌件，钢件，铁件)，然后组装件再进行永久性防腐蚀处理(先进行磷化预处理或者无铬转化膜预处理，再进行涂装)。所以越来越多的汽车厂关注铝合金材料表面的粘结性能和焊接性能以及和后续的永久性防腐蚀处理的兼容性。
[0004]到目前为止，市场上改善车身铝合金材料表面的粘结性能和焊接性能的主要预处理技术有Gardobond X4591技术和ALCOA 951技术。Gardobond X4591技术是凯密特尔的商标产品，主要组分为氟锆酸和氟钛酸，目前主要应用于欧美车系和中国新能源汽车。Gardobond X4591技术可以阻止预处理后的铝合金在存放过程中表面电阻的增加，具有较好的焊接性能，但是由于其不含有效的有机物，所以粘合剂的粘结性能一般。ALCOA 951技术是美国铝业的商标产品，核心组分为乙烯基膦酸
‑
丙烯酸高分子共聚物，目前主要应用于福特全铝皮卡车身(F150)和特斯拉的电池底板。ALCOA 951技术具有优异的粘合剂粘结性能，可以通过福特苛刻的APGE测试，但是由于其在铝合金表面所形成的预处理转化膜具有超强的亲水性，所以预处理后的铝合金在存放过程中表面电阻迅速提高，严重影响铝合金的焊接性能。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一方面，提供了一种铝合金卷材的预处理方法，包括以下步骤：
[0006]S1、清洗铝合金卷材的表面；
[0007]S2、去离子水冲洗铝合金卷材表面；
[0008]S3、用处理液处理铝合金卷材的表面；
[0009]S4、去离子水冲洗铝合金卷材表面；
[0010]S5、干燥。
[0011]优选的，所述的铝合金卷材的材质包括：1XXX系列铝合金、2XXX系列合金、3XXX系列铝合金、4XXX系列铝合金、5XXX系列铝合金、6XXX系列铝合金和7XXX系列铝合金中的任一种；进一步优选的，为AA3003铝合金、AA5754铝合金、AA5005铝合金、AA5182铝合金、AA6451铝合金、AA6111铝合金、AA6014铝合金以及AA6016铝合金中的任一种。
[0012]优选的，所述步骤S1中的清洗方式为一步法或两步法中的任一种。
[0013]优选的，所述一步法的具体实施方式为：将酸性脱脂刻蚀二合一溶液处理铝合金。
[0014]优选的，所述两步法的具体实施方式为：用脱脂剂对铝合金卷材进行脱脂处理后，水洗，再将卷材用刻蚀剂进行刻蚀处理。
[0015]优选的，所述脱脂时的刻蚀率为0.0
‑
0.2g/m2。
[0016]优选的，所述脱脂剂的使用温度为20
‑
70℃。
[0017]优选的，所述脱脂剂为碱性脱脂剂和水。
[0018]优选的，所述碱性脱脂剂的重量为脱脂剂的1
‑
7wt％。
[0019]优选的，所述碱性脱脂剂包括含磷无机盐、碳酸钾、螯合剂、非离子表面活性剂。
[0020]优选的，所述含磷无机盐、碳酸钾、螯合剂、非离子表面活性剂的浓度比为(8
‑
12)：(3
‑
8)：(1
‑
3)：1。
[0021]优选的，所述含磷无机盐包括焦磷酸钾、三聚磷酸钠中的一种或两种。
[0022]优选的，所述焦磷酸钾和三聚磷酸钠的浓度比为1:1。
[0023]优选的，所述螯合剂包括葡萄糖酸钠。
[0024]优选的，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚醚非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯酯非离子表面活性剂、聚氧乙烯烷基胺非离子表面活性剂、聚氧乙烯烷基酰胺非离子表面活性剂和聚醚类非离子表面活性剂中的一种或多种；进一步优选的，为脂肪醇聚醚非离子表面活性剂。
[0025]优选的，所述脂肪醇聚醚非离子表面活性剂的羟值为70
‑
110mgKOH/g，浊点(1％溶液)为20
‑
40℃；进一步优选的，所述脂肪醇聚醚非离子表面活性剂的羟值为85
‑
95mgKOH/g，浊点(1％溶液)为28
‑
31℃。
[0026]在一些优选的方案中，所述脂肪醇聚醚非离子表面活性剂购买自巴斯夫公司生产的Dehypon LS 54。
[0027]优选的，所述刻蚀剂的使用温度为20
‑
70℃。
[0028]优选的，所述刻蚀时的刻蚀率为0.1
‑
0.5g/m2。
[0029]优选的，所述刻蚀剂为无机酸、氟化物和非离子表面活性剂的混合物的水溶液。
[0030]优选的，所述无机酸、氟化物和非离子表面活性剂的浓度比为(15
‑
35)：(1
‑
3)：1；进一步优选的，为125:8:5。
[0031]优选的，所述无机酸包括硫酸水溶液、磷酸水溶液、硝酸水溶液中的一种或多种；进一步优选的，为硫酸水溶液。
[0032]优选的，所述硫酸水溶液中硫酸的浓度为98wt％。
[0033]优选的，所述氟化物包括氟化氢铵、氢氟酸、氟硅酸中的一种或多种；进一步优选的，为氟化氢铵。
[0034]专利技术人意外发现，通过两步法的清洗步骤，能够提高后续的焊接性能。这可能是由于特定的脱脂剂能够除去铝合金卷材表面的油污和固体颗粒，而特定的刻蚀剂能够除去铝合金卷材表面的氧化层，从而结合后续步骤，使得预处理后的铝合金卷材表面的氧化层生长缓慢，从而能够降低表面电阻，提高后续工业生产时铝合金卷材的焊接性能。通过增加刻蚀时的刻蚀率能够进一步降低表面电阻，但是较高的刻蚀量会消耗较多的化学品，从而会提高预处理成本。
[0035]优选的，所述步骤S2中的去离子水的电导率＜50μs/cm。
[0036]本专利技术通过选用低电导率的去离子水对铝合金卷材表面进行冲洗，一方面是为了除去铝合金表面的化学药剂，另一方面是为了防止化学药剂污染处理液，影响有机膦化合物溶液在铝合金卷材表面成膜，从而影响预处理效果。
[0037]优选的，所述步骤S3中的处理液为有机膦化合物溶液。
[0038]优选的，所述有机膦化合物溶液中有机膦化合物的含量为0.0001
‑
0.1mol/L；进一步优选的，为0.0003
‑
0.003mol/L。
[0039]优选的，所述有机膦化合物的结构为(OH)2OP
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、清洗铝合金卷材的表面；S2、去离子水冲洗铝合金卷材表面；S3、用处理液处理铝合金卷材的表面；S4、去离子水冲洗铝合金卷材表面；S5、干燥。2.根据权利要求1所述的一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，所述的铝合金卷材的材质包括：1XXX系列铝合金、2XXX系列合金、3XXX系列铝合金、4XXX系列铝合金、5XXX系列铝合金、6XXX系列铝合金和7XXX系列铝合金中的任一种。3.根据权利要求1所述的一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的清洗方式为一步法或两步法中的任一种。4.根据权利要求3所述的一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，所述两步法的具体实施方式为：用脱脂剂对铝合金卷材进行脱脂处理后，水洗，再将卷材用刻蚀剂进行刻蚀处理。5.根据权利要求4所述的一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，所述脱脂剂为碱性脱脂剂和水；所述碱性脱脂剂的重量为脱脂剂的1
‑
7wt％；所述碱性脱脂剂包括含磷无机盐、碳酸钾、螯合剂、非离子表面活性剂。6.根据权利要求4所述的一种铝合金卷材的预处理方法，其特征在于，所述刻蚀剂的使用温度为20
‑
70℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，毛睿杰，夏聪林，陈杰，
申请(专利权)人：上海铭杰化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：