本发明专利技术公开了一种制备铝合金表面含Ｔｉ／Ｚｒ黄色钝化膜的处理液及方法。本发明专利技术处理液的组分和浓度为：氟钛酸０．５ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ、氟锆酸０．４ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ、锰盐２．０ｇ／Ｌ～５．０ｇ／Ｌ、有机酸０．５ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ；处理液的ｐＨ值２．０～３．０；本发明专利技术的处理液不含铬及其其它有毒物质，转化处理无需加热，处理时间为５ｍｉｎ～３０ｍｉｎ，可在铝合金表面制备出黄色的含Ｔｉ／Ｚｒ化学转化膜。该方法所制备的化学转化膜耐腐蚀性能优异，与基体结合强度高，室温处理、工艺简单，涂层中不含对环境和人体有害的六价或三价铬。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金表面化学转化处理方法，特别是涉及一种制备铝合金表面 含TiAr黄色钝化膜的处理液及方法，可在铝合金表面获得厚度均勻、致密的黄色含TiAr 复合化学转化膜层，以替代传统的铬酸盐转化处理。
技术介绍
铝合金目前已经成为使用量仅次于钢铁的第二大金属材料。铝合金在大气环境条 件下，表面可以形成一层极薄的氧化物膜免遭侵蚀。但这种自发氧化膜容易破损，尤其在含 有Cl-的环境中，极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等各种破坏。为了克服铝合金表面性 能的缺点，扩大其应用范围，延长使用寿命，铝合金表面防护非常重要。铬酸盐化学转化是铝合金表面处理的重要方法。但是，众所周知，铬酸盐化学转 化处理中Cr6+毒性高，环境污染较大且易致癌，其应用逐渐受到限制。欧盟ROHS、ELV和 WEEE法规的实施以及人们对六价铬离子毒害作用的认识，六价铬酸盐转化膜技术正受到严 厉的限制。我国也已经严格限制铬酸盐钝化技术的应用。铬酸盐转化处理的替代技术研究 开发受到广泛关注，许多无铬化技术相继出现，如磷化、钛锆处理工艺(BM6021)、CF-5系列 处理技术等。在众多的无铬钝化技术中，钛锆钝化工艺以其优异的性能获得了高度重视， 被誉为是最有希望替代铬酸盐钝化技术的方法。申请号为200410026047、200510125869、 200710034656、200710122088、200710158469、200910085265 的中国专利技术专利申请都涉及 这些技术。虽然这些专利技术具有一定的实用化前景，但是上述专利技术存在以下缺点使 其在生产中的广泛推广应用受到一定的限制。其缺点主要表现为1)、钛锆转化膜绝大部 分是无色或淡蓝色，肉眼识别具有较大难度，不利于生产中的在线判断；2)、处理温度高， 工艺复杂，同传统铬酸盐处理相比较，成膜速度和处理成本有着巨大差距。虽然中国专利 200610046292公开了一种可在铝合金表面获得金黄色钛锆转化膜的处理液，但该转化处理 液制备过程中需要加热，溶液配制时间长(0. 5小时至4小时)，且该专利未提及化学转化膜 的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种制备铝合金表面含黄色钝化膜的处理液及方法。本专利技术适于多种系列铝合金的表面转化处理。转化处理涂层 与基体结合强度高、防护性能优异，操作简单，涂层中不含对环境和人体有害的六价或三价 铬。本专利技术所获得的涂层呈淡黄色、颜色均勻，易于在线判断成膜质量。本专利技术的目的可通过如下技术方案来实现。一种制备铝合金表面含黄色钝化膜的处理液，组成为氟钛酸、氟锆酸、锰 盐和有机酸，各组分的含量如下氟钛酸0. 5g/L 2. Og/L氟锆酸0. 4g/L 2. Og/L锰盐2. Og/L 5. Og/L有机酸0. 5g/L 2. Og/L ；所述锰盐选自硫酸锰、氯化锰或磷酸锰中的一种；所述有机酸选自单宁酸或柠檬酸中的一种。所述处理液的pH值2. 0 3. 0。应用所述的处理液制备铝合金表面含黄色钝化膜的方法，包括如下步骤(1)将铝合金表面打磨至1000#、依次进行碱洗和酸处理；(2)经步骤(1)处理过的铝合金置于权利要求1或2所述的处理液中，在15 35°C浸渍5 30分钟即在铝合金表面得到含Ti/Zr的黄色钝化膜。所述碱洗为将铝合金置于45 55°C的碱性溶液中，浸渍1 3分钟，碱性溶液的 组成为氢氧化钠和无水碳酸钠，其中氢氧化钠40 50g/L，无水碳酸钠3 5g/L。所述酸处理为将铝合金置于25 35°C混合酸溶液中，浸渍1 2分钟，混合酸溶 液的组成为硝酸10% wt、磷酸2. 5% Wt和硫酸1. 5 2% wt。处理液配制好后，在100r/min 150r/min的搅拌速度下，搅拌2 6分钟。本专利技术和现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1)本专利技术适于多种系列铝合金的表面转化处理。转化处理涂层与基体结合强 度高、防护性能优异，操作简单，涂层中不含对环境和人体有害的六价或三价铬。未经处理 的6063铝合金腐蚀电流密度为6. 781 μ A/cm2，钝化区域ΔΕ为OmV ；经本专利技术处理的6063 铝合金腐蚀电流密度最低可降至0. 224 μ A/cm2,为未涂层合金的1/30，耐腐蚀性能提高30倍。(2)本专利技术所获涂层呈淡黄色、颜色均勻，易于在线判断成膜质量。(3)成膜温度为15 35°C，在常温下进行，不需加热。(4)处理液稳定，在开放的大气环境中无沉淀产生。(5)由于处理液中含有有机酸，增强了膜的致密性。随着有机酸的加入，转化膜的 颜色得到改善，黄色更直观，而且也有利于转化膜耐蚀性能的提高。附图说明图1为经钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；图2为经含锰盐的钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；图3为经实施例1中钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；图4为经含锰盐的钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；图5为经实施例1中钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；图6为经不同工艺制备的转化膜对应的极化曲线；图7为经实施例2中钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；图8为经实施例2中钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；图9为图7中表面颗粒相A的EDS图谱；图10为经实施例2中钛锆处理液处理铝合金与未处理铝合金的极化曲线；图11为经实施例3中钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图；图12为经实施例3中钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱；4图13为经实施例3图14为经实施例4图15为经实施例4图16为经实施例4图17为经实施例5图18为经实施例5图19为经实施例5中钛锆处理液处理铝合金与未处理铝合金的极化曲线 中钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图； 中钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱； 中钛锆处理液处理铝合金与未处理铝合金的极化曲线 中钛锆处理液处理的铝合金表面SEM图； 中钛锆处理液处理的铝合金表面EDS图谱； 中钛锆处理液处理铝合金与未处理铝合金的极化曲线具体实施例方式为了更好地理解本专利技术的技术特点，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明， 需要说明的是，实施例并不是对本专利技术保护范围的限制。实施例1 :6063铝合金型材(厚度3mm)表面着色钛锆转化处理铝合金表面制备含黄色化学钝化膜的工艺包括如下步骤(1)预处理①从6063大尺寸铝合金型材(厚度3mm)上截取30 X 30mm的试样6片 并打孔，用SiC水砂纸将铝合金表面打磨至1000#，并用自来水将表面污物清洗干净烘干， 在打孔处连接铝丝；②将试样片置于50°c的碱性溶液中浸渍2分钟，之后用去离子水漂洗 干净备用，该碱性溶液中各组分的浓度为氢氧化钠50g/L，无水碳酸钠5g/L ；③将试样置入 250C的混合酸溶液中浸渍lmin，之后用去离子水漂洗干净，并用电吹风烘干待用，该混合酸 溶液的组成为硝酸10% wt、磷酸2. 5% wt、硫酸2% wt组成。(2)制备铝合金表面含黄色钝化膜的处理液的配制配制着色钛锆转化 处理液100ml，其中处理液中各种组分和浓度如下氟钛酸1. Og/L ；氟锆酸0. 5g/L ；锰盐 2. Og/L ；有机酸1. Og/L。将各组分氟钛酸0. Ig ；氟锆酸0. 05g ；锰盐0. 2g ；有机酸0. Ig溶 于水，调节溶液PH本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备铝合金表面含Ｔｉ／Ｚｒ黄色钝化膜的处理液，其特征在于，组成为：氟钛酸、氟锆酸、锰盐和有机酸，各组分的含量如下： 氟钛酸 ０．５ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ 氟锆酸 ０．４ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ 锰盐 ２．０ｇ／Ｌ～５．０ｇ／Ｌ 有机酸０．５ｇ／Ｌ～２．０ｇ／Ｌ； 所述锰盐选自硫酸锰、氯化锰或磷酸锰中的一种； 所述有机酸选自单宁酸或柠檬酸中的一种。
【技术特征摘要】
一种制备铝合金表面含Ti/Zr黄色钝化膜的处理液，其特征在于，组成为氟钛酸、氟锆酸、锰盐和有机酸，各组分的含量如下氟钛酸0.5g/L～2.0g/L氟锆酸0.4g/L～2.0g/L锰盐 2.0g/L～5.0g/L有机酸0.5g/L～2.0g/L；所述锰盐选自硫酸锰、氯化锰或磷酸锰中的一种；所述有机酸选自单宁酸或柠檬酸中的一种。2.根据权利要求1所述的处理液，其特征在于，所述处理液的pH值2.0 3. 0。3.应用权利要求1或2所述的处理液制备铝合金表面含TiAr黄色钝化膜的方法，其 特征在于，包括如下步骤(1)将铝合金表面打磨至1000#，依次进行碱...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文芳，刘宁华，杜军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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