表面稀土膜转化剂及铝合金表面稀土膜转化处理方法技术

本发明专利技术提供一种表面稀土膜转化剂，其包含按１Ｌ∶［１～１０ｇ］∶［１～１０ｍＬ］的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分，以及公开了一种铝合金表面稀土膜转化处理方法，包含铝合金表面的预处理、表面稀土膜转化处理和表面稀土膜的固化等步骤。本发明专利技术表面稀土膜转化剂性能稳定，使用方便，所生成的稀土膜致密、牢固，铝合金表面稀土膜转化处理方法工艺简单、经济环保、成膜速度快、能获得良好的耐蚀性稀土转化膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝合金表面处理领域，具体涉及采用一种。
技术介绍
高强质比的铝合金广泛应用于航天、航空、汽车、自行车等工业领域。然而铝合金 的局部腐蚀(如点蚀——pitting corrosion，线状腐蚀——f iliformcorrosion等)一直 以来是其失效的主要原因之一。也是表面易钝化的铝合金等或类似合金中局部腐蚀最常见 的形式之一，往往发生在侵蚀性阴离子和氧化剂共存的环境下。该类腐蚀因为隐蔽性极强、 破坏性极大，而被广泛重视和深入研究。因此，需要在铝合金表面设计一层防护性的转化层 或者涂层，提高其在恶劣环境下的服役性能。铝合金表面以铬酸和铬酸盐等六价铬化合物处理提高其表面耐腐蚀性能的主要 手段。由于六价铬具有很强的毒性，目前很多国家已将铬酸盐列为最有害的化合物之一，铬 酸盐的使用受到了严格限制。研究表明，在铝合金表面沉积稀土氧化物膜能够有效地提高 铝合金的抗腐蚀性能，而且稀土元素在铝合金表面富Cu金属间相(比如S相)附近形成保 护薄层。目前，在铝合金表面的生成一层稀土薄膜的方法主要有以下几种第一，常温盐浴表面稀土转化膜法；第二，热活化盐浴表面稀土转化膜法；第三， 水溶胶Ce盐电泳沉积稀土。然而现有各种方法都有其局限性，比如稀土盐浴沉积技术，生产费时，工艺周期太 长不利于实际应用，而且溶液配方复杂；高温稀土盐浴沉积技术则是需要相对高的温度，也 不利于工艺的开展；水溶液胶体电泳沉积技术需要的电位太高，高于36V安全电压，而且沉 积效率也较低，也不利于工程实际应用。因此，寻求一种工艺简单、经济实用、应用广泛且无 污染的表面处理技术是一个非常有价值的研究方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种性能稳定、使用方便的表面稀土膜转化剂。以及，提供一种工艺简单、经济环保、成膜速度快、能获得良好的耐蚀性稀土转化 膜的铝合金表面稀土膜转化处理方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种表面稀土膜转化剂，该表面稀土膜转化剂包含按IL 的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分。以及，一种铝合金表面稀土膜转化处理方法，其包括如下步骤铝合金表面的预处理；将上述铝合金浸没在表面稀土膜转化剂中进行铝合金表面稀土膜转化处理，所述 的表面稀土膜转化剂包含按IL 的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分；将铝合金从表面稀土膜转化剂中取出，干燥固化。上述表面稀土膜转化剂体系分散均勻，性能稳定。在使用过程中，采用有机醇作为溶剂有效避免了水对铝合金表面的影响，加入的氧化剂作为成膜的促进剂，使得表面稀土 膜转化剂在铝合金具有适宜的成膜速度，形成致密、牢固的稀土膜层，同时有效免除了电化 学沉积设备。由于有机醇溶剂易挥发，从而有效提高了铝合金表面形成的稀土膜层干燥时 间，提高了生产效率，回收挥发的有机醇溶剂还可重复利用，不产生污染，并且有效降低了 生产成本；所含的铈盐有效提供了可溶性稀土铈离子，可溶性稀土铈离子在铝合金基体腐 蚀中自由沉积到发生腐蚀的位置，阻止金属基体的进一步腐蚀，从而使得本专利技术的表面稀 土膜转化剂所形成的稀土膜具有自修复特性。在铝合金表面稀土膜转化处理方法中，只需 将经预处理后铝合金浸没该表面稀土膜转化剂中，然后取出干燥即可，因此该方法工艺简 单、经济环保、成膜速度快。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1为AA5083铝合金试样转化膜处理前样品的电子显微镜观察表面形貌(a)；图2为AA5083铝合金试样稀土转化膜处理后样品的电子显微镜观察表面形貌；图3为AA 6061铝合金试样转化膜处理前样品的电子显微镜观察表面形貌；图4为AA 6061铝合金试样稀土转化膜处理后样品的电子显微镜观察表面形貌；图5为AA5083铝合金试样未加氧化剂的转化剂处理样品的电子显微镜观察表面 形貌；图6为AA5083铝合金试样形成岛状稀土转化膜的表面EDS能谱图；图7为AA5083铝合金试样未沉积稀土的铝合金区域的EDS能谱图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的一种表面稀土膜转化剂，该表面稀土膜转化剂包含按 IL 的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分。上述的醇溶剂优选为易挥发的常用醇溶剂，如甲醇、乙醇、丙醇、亚硝酸乙酯醇溶 剂等，优选为乙醇溶剂，因为乙醇无毒环保，经济成本低廉。上述的铈盐优选为氯化铈、六水合硝酸铈中的至少一种。上述的氧化剂为双氧水，或者是含有过氧基的有机物，如过甲酸、过氧化二枯基、 过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮，优选为双氧水。进一步，本专利技术实施例提高一种铝合金表面稀土膜转化处理方法，其包括如下步 骤SOl 铝合金表面的预处理；S02 将上述铝合金浸没在上述的表面稀土膜转化剂中进行铝合金表面稀土膜转化处理；S03 将铝合金从表面稀土膜转化剂中取出，干燥固化。上述的铝合金表面稀土膜转化处理工序S02中表面稀土膜转化剂用量与铝合金处理表面积之比大于1000ml/dm2，铝合金浸没处理时间为2 4小时。该铝合金表面稀土 膜的厚度可以根据实际生产的需要灵活调整，稀土膜厚度的调准方法是调准铝合金在表面 稀土膜转化剂中浸没的时间，浸泡时间越长，铝合金表面稀土转化膜越厚，但是结合抗腐蚀 性能和生产成本综合考虑，铝合金浸没的时间优选为2 4小时，即可满足实际生产、应用 的要求。该铝合金表面稀土膜转化处理工序中转化处理可以在高温或低温中进行，优选为 室温，既不需要对上述任何处理步骤加温，有效节约能耗。上述的干燥固化是指将铝合金从表面稀土膜转化剂中取出后，直接干燥，该干燥 可以是加热干燥或者风机吹干，也可以采用自然干燥，优选自然风干，有效节约能耗。上述铝合金表面的预处理工序步骤SOl包括机械抛光和除油处理将需要表面 处理的铝合金进行机械抛光及除油污，再清洁表面；碱液清洗在40 60°C的碱性清洗液中浸泡处理1 5分钟；水洗将处理后的铝合金工件用清水清洗表面，然后干燥。上述铝合金工件进行机械抛光后的表面的粗糙度Ra优选为0. 025 0. 1 μ m。上述碱液清洗工序中的碱性清洗液包含10 50g/L的Na0H、0. 5 5g/L的NaCl 及0. 1 lml/L的表面活性剂。表面活性剂优选硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵 磷脂、氨基酸型、甜菜碱型、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盘)、聚山梨酯中的至少一种。上铝合金表面稀土工序膜转化处理中表面稀土膜转化剂用量与铝合金处理表面 积之比大于1000ml/dm2，铝合金浸没处理时间2 4小时。目前，在已有铝合金表面生成稀土膜层的方法中大多采用阴极电泳法进行。如果 采用水溶液，稀土盐的水溶液的电导率较大，在水溶液中沉积稀土膜处理的电极反应速率 快，过快的电极反应速率必然导致稀土膜层的多孔酥松、易脱落，而且，采用电化学沉积对 操作设备和沉积样品的限制非常多，因此，当前大量在水溶液中处理的铝合金表面沉积稀 土工艺并不能有效取代传统的环境保护组织反对的铬转化层工艺。而本方明上述实施例 表面稀土膜转化剂将醇溶剂、铈盐和氧化剂三者混溶为一体，使得该表面稀土膜转化剂体 系分散均勻，性能稳定。在使用过程中，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面稀土膜转化剂，其特征在于：所述的表面稀土膜转化剂包含按１Ｌ∶［１～１０ｇ］∶［１～１０ｍＬ］配比的醇溶剂、铈盐和氧化剂三组分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，孙道明，许勇，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]