專利名稱：鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，特別是涉及鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化 處理方法，可在鋁合金表面獲得厚度均勻、致密的金黃色稀土氧化物涂層，以替代傳統(tǒng)的 鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理。
背景技術(shù)：
鋁合金目前已經(jīng)成為使用量僅次于鋼鐵的第二大金屬材料。鋁合金在大氣環(huán)境條件下，表面可以形成一層極薄的氧化物膜免遭侵蝕。但這種自發(fā)氧化膜容易破損，尤其在含有cr 的環(huán)境中，極易發(fā)生點蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等各種破壞。為了克服鋁合金表面性能的 缺點，擴大其應(yīng)用范圍，延長使用壽命，鉬合金表面防護非常重要。目前，鋁合金陽極氧化技術(shù)和鉻酸鹽氧化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。尤其后者更是作為鋁合 金噴涂前廣泛應(yīng)用的一道重要表面處理工序。但是，眾所周知，鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理對環(huán)境和人體健康都產(chǎn)生危害。2007年幵始，歐洲、北美已全面禁止鋁合金表面鉻酸鹽處理的各類產(chǎn)品，如鋁型材、電子產(chǎn)品等。鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理的替代技術(shù)研究開發(fā)受到廣泛關(guān)注，許多代鉻技術(shù)相繼出現(xiàn)，如磷化，鋅磷化、基于鈦鋯與氟的絡(luò)合物處理工藝(CARBD0B0ND)、 Envirox系列處理技術(shù)等。申請?zhí)枮?00410021031. 1 、 200480031 392.2、 200510100993.0、 20058002127.6、 200610046292.8、 200610046516.5 、 200680002318.7的系列中國發(fā)明專 利申請都涉及這些技術(shù)。雖然這些技術(shù)中的一些已經(jīng)進入使用階段，但它們的耐蝕效果同 傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理尚有一定差距。稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的抗腐蝕能力可以達到，甚至超過傳統(tǒng)鉻酸鹽鈍化處理效果的結(jié)論也 被大量研究結(jié)果證實。但是目前研發(fā)的稀土轉(zhuǎn)換處理技術(shù)，如簡單浸泡工藝、稀土波美層 處理工藝、高溫浸泡與電化學(xué)結(jié)合的鈰-鉬處理工藝、熔鹽浸泡工藝等，因為自身存在的 以下缺點難于應(yīng)用于實際生產(chǎn)(l)處理時間長，有的工藝甚至需要2個星期時間；(2)處 理溫度高，工藝復(fù)雜。同傳統(tǒng)鉻酸鹽處理相比較，成膜速度和處理成本有著巨大差距。近 年來，基于HA作為成膜氧化劑的稀土轉(zhuǎn)化處理工藝取得了很大進展，如中國專利ZL200510010441. 0。國外有不少研究報道認為稀土鹽-雙氧水轉(zhuǎn)化處理工藝僅適于銅含量 較高的鋁合金系列；也注意到雙氧水的氧化能力長效性不足的問題。上述專利使用鈰鹽作 為處理液主鹽，雙氧水(HA)作為稀土轉(zhuǎn)化處理的氧化劑，雖然達到了低溫(20 - 100。C) 快速處理(處理時間5-20分鐘)的目的，但是這種氧化劑在開放的大氣環(huán)境中極易分解， 在很短的時間內(nèi)將失去其強氧化性。配置好的處理液可能使用一次后即失效，要處理其它 的構(gòu)件，需要重新配置新的處理液。同傳統(tǒng)的鉻酸鹽處理工藝比較，處理液的長效穩(wěn)定型 及處理成本均有待進一步提高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種低成本在鋁合金表面獲得成膜 速度快、成膜溫度低、處理液持久耐用的表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法。 本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)。一種鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，包括如下步驟和工藝條件(1) 鋁合金表面預(yù)處理工序；(2) 稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液的配置稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液由鈰鹽、氧化劑、成膜促進劑 和成膜表面形態(tài)修整劑及水組成，每升稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液含有10-3Qg鈰鹽、1-5g氧 化劑、0-5X10—2摩爾成膜促進劑和l-3g成膜表面形態(tài)修整劑；處理液的pH值1-3. 0;所述鈰鹽選自水合氯化鈰和水合硝酸鈰中的 一種或兩種；所述氧化劑溶液選自高錳酸鉀、過硫酸銨、高氯酸鈉和氯酸鉀溶液中的一種或多種； 所述成膜促進劑為一種或多種過渡金屬自由離子；(3 )鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1 )預(yù)處理的鋁合金放入步驟(2 )所 述的處理液中，在15-35T的溫度下處理，成膜5-15分鐘。 所述的鋁合金表面預(yù)處理工序步驟包括(1) 對鋁合金表面實施機械磨光處理，控制表面粗糙度為0. 01-IO微米；(2) 采用弱腐蝕堿性溶液60-80。C超聲清洗5-15分鐘，弱腐蝕堿性溶液由無水碳酸 鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉和去離子水組成；每升弱腐蝕堿性溶液含有30-50g無水碳酸鈉、 30-50g三聚磷酸鈉和10-25g硅酸鈉;(3) 去離子水漂洗；在堿性溶液60-80。C浸漬1-3分鐘，堿性溶液由氫氧化鈉、三聚 磷酸鈉，無水碳酸鈉和水組成；每升堿性溶液含有6-10g氫氧化鈉、10-15g三聚磷酸鈉和 6-10g無水碳酸鈉；(4) 去離子水漂洗，并在IO-20%體積百分比的稀硝酸溶液中浸漬0. 5-2分鐘；(5) 去離子水漂洗，熱風(fēng)烘干；在混合酸溶液中浸漬1-2分鐘去除表面氧化物；所述 混合酸溶液中三種酸的重量百分比為H2S04: H3F04 : HF = 35-40%: 5-10%: 3-5%，其余為去 離子水；(6) 去離子水漂洗，在堿性溶液中室溫浸漬0.5-1分鐘；去離子水漂洗；熱風(fēng)烘干； 所述堿性溶液由氫氧化鈉、三聚磷酸鈉和無水碳酸鈉和水組成，每升堿性溶液含有6-10g 氫氧化鈉、10-15g三聚磷酸鈉和6-10g無水碳酸鈉。所述的所述過渡金屬自由離子優(yōu)選為Cu2+、 Fe2+、 Fe3+、 (:02+或Ni2+。 所述的稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液pH值優(yōu)選為1. 5-2. 0。 所述的步驟(3)的處理溫度優(yōu)選為為20 - 30 °C。所述的所述成膜表面形態(tài)修整劑選自堿土金屬鹽中的一種或多種。所述的所述成膜表 面形態(tài)修整劑為十二烷基磺酸鈉或檸檬酸鈉。所述的所述成膜表面形態(tài)修整劑為堿土金屬 鹽與十二烷基磺酸鈉或梓檬酸鈉的復(fù)配。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果(1) 本發(fā)明適于多種系列鋁合金的表面轉(zhuǎn)化處理。涂層處理過程操作簡單。轉(zhuǎn)化處理 涂層以四價缽的化合物為主要成分，涂層中不含對環(huán)境和人體有害的六價或三價鉻。膜層 色澤金黃，致密均勻，防護性能優(yōu)異。同未作處理的鋁合金相比，在濃度為3.5wty。氯化鈉中 性電解質(zhì)中的腐蝕電流密度降低60倍。(2) 成膜溫度為15~35。C，在常溫下進行，不需加熱；成膜速度較快，接近傳統(tǒng)的 鉻酸鹽處理成膜速度；成膜呈金黃色，易于在線判斷成膜質(zhì)量。(3) 處理液可以保存較長時間。配置的處理液在開放的大氣環(huán)境中可以反復(fù)使用。處 理液在大氣環(huán)境中保存3天并多次使用后仍可以繼續(xù)使用，獲得轉(zhuǎn)化處理膜的腐蝕電流密 度為未處理合金的1/40。
具體實施方式
為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)特點，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，需要 說明的是，實施例并不是對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例1: 6061鋁合金型材(厚度1. 6mm)表面稀土轉(zhuǎn)化處理 鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，包括如下步驟(1)預(yù)處理(a)從6061大尺寸鋁合金型材(厚度1.6mm)上截取5XSci^的試樣6 片并打孔，用SiC水砂紙打磨至表面粗糙度在IO微米以下，并用自來水將表面污物清洗干 凈烘干，在打孔處連接鋁絲；(b)將弱蝕堿性溶液放入可加熱的超聲清洗機中，加熱到70°C,放入鋁合金試片，超聲清洗10分鐘，之后用去離子水漂洗干凈；弱蝕堿性溶液由無水碳酸 鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉配置去離子水組成，弱蝕堿性溶液中各成分的濃度為無水碳酸鈉 40g/L、三聚磷酸鈉40g/L、硅酸鈉15g/L; ( c )將試片放入70°C的堿性溶液中浸漬2分鐘， 之后用去離子水漂洗干凈；該堿性溶液中各組分的濃度為氫氧化鈉8g/L,三聚磷酸鈉 12g/L,無水碳酸鈉8g/L。 (d)將試片放入15% (體積)稀硝酸液中浸漬1分鐘去灰，然 后用去離子水漂洗干凈，并用電吹風(fēng)烘干；(e)將試片置入混合酸溶液(混合酸溶液重量 百分比為H2S04: H;P04 : HF = 35%: 10%: 3%,其余為去離子水)中1分鐘，之后用去離子 水漂洗干凈；(f)將試片置入堿性溶液中(堿性溶液為水溶液，各成分的濃度為6g/L的氫 氧化鈉、10g/L的三聚磷酸鈉，6g/L的無水碳酸鈉)室溫浸漬l分鐘，之后用去離子水漂洗 干凈，并用電吹風(fēng)烘干待用。(2) 稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液配置配置稀土轉(zhuǎn)化處理液1000ml (水溶液)，其中處理液 中各種成分的重量或體積濃度如下稀土鈰鹽20g/L，其中水合氯化鈰濃度10g/L,水合硝 酸鈰濃度10g/L;氧化劑高錳酸鉀lg/L;成膜促進劑為過渡金屬自由離子，濃度為5x10—2 摩爾/L (三氯化鐵(FeCl3) 2x10—2摩爾/L; 二氯化鈷(CoCl2) 3xl(T摩爾/L);復(fù)合表面形 態(tài)修整劑1. 6g/L ( 二氯化鈰0. 8g/L，硝酸鈣0. 8g/L)。初始配置的處理液pH值為2. 4,用 稀硝酸調(diào)至pHl. 87。(3) 鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1)預(yù)處理的鋁合金置入有掛具的盛 有步驟(2)所述的處理液的不銹鋼潔凈容器內(nèi)，在15T的溫度下浸漬，成膜在15分鐘內(nèi) 完成。配置的處理液用溫度計測試處理液溫度為15°C,鋁合金用鋁絲懸掛在掛具上并浸入 處理液中，浸漬15分鐘后，取出試片，用自來水沖洗干凈并用電吹風(fēng)烘干。獲得的膜層均勻致密，色澤金黃。利用掃描電鏡分析，膜層平均厚度350納米；XPS 分析表明膜層中以4價鈰為主。3. 5 %氯化鈉中性電解質(zhì)中的動態(tài)電化學(xué)極化曲線結(jié)果為 未涂層6061鋁合金腐蝕電流密度6.78nA/cm2;經(jīng)過本實例處理的6061鋁合金腐蝕電流為 0. 15 一i A/cm2,為未涂層合金的1/40。實施例2: 6061銷合金型材(厚度1. 6mm)表面稀土轉(zhuǎn)化處理鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，包括如下步驟 (1)預(yù)處理(a)對鋁合金表面實施機械磨光處理，控制表面粗糙度為2微米以下； (b)采用弱腐蝕堿性溶液6(TC超聲清洗10分鐘，弱腐蝕堿性溶液由無水碳酸鈉、三聚磷 酸鈉、硅酸鈉和去離子水組成，每升弱腐蝕堿性溶液含有30g的無水碳酸鈉、50g的三聚 磷酸鈉和10g的硅酸鈉；(c)去離子水漂洗；在堿性溶液60。C浸漬1分鐘，堿性溶液由氫氧化鈉、三聚磷酸鈉、無水碳酸鈉和水組成；每升堿性溶液含有10g的氫氧化鈉、log的 三聚磷酸鈉和6g的無水碳酸鈉；(d)去離子水漂洗，并在20%體積百分比的稀硝酸溶液 中浸漬0.5分鐘；(e)去離子水漂洗，熱風(fēng)烘干；在混合酸溶液中(混合酸溶液重量百分 比為H2S04: H3P04 : HF = 40%: 7%: 5%,其余為去離子水)浸漬1. 5去除表面氧化物；(f) 去離子水漂洗，在堿性溶液中(10g/L的氫氧化鈉、10g/L的三聚磷酸鈉，6g/L的無水碳酸 鈉的水溶液)室溫浸漬30秒；去離子水漂洗；熱風(fēng)烘干。(2) 稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液配置配置稀土轉(zhuǎn)化處理液1000ml (水溶液)，其中處理液 中各種成分的重量或體積濃度如下水合氯化鈰10g/L;氧化劑共計3g/L，其中高錳酸鉀 2g/L,高氯酸鈉lg/L;成膜促進劑為過渡金屬自由離子，濃度為2x10—2摩爾幾(三氯化鐵(FeClJ 1x10—2摩爾/L; 二氯化銅(CuCl2) lxl()-2摩爾/L);復(fù)合表面形態(tài)修整劑2g/L (二 氯化鈰(SrCl2)lg/L,村檬酸鈉lg/L)。初始配置的處理液pH值為2. 5，用稀硝酸調(diào)至pHl. 9。(3) 鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1)預(yù)處理的鋁合金置入有掛具的盛 有步驟(2)所述的處理液的不銹鋼潔凈容器內(nèi)，在15。C的溫度下浸漬，成膜在15分鐘內(nèi) 完成。配置的處理液用溫度計測試處理液溫度為15°C,鋁合金用鋁絲懸掛在掛具上并浸入 處理液中，浸漬15分鐘后，取出試片，用自來水沖洗干凈并用電吹風(fēng)烘干。獲得的膜層均勻致密，色澤金黃。利用掃描電鏡分析，膜層平均厚度260納米；XPS 分析表明膜層中以4價鈰為主。3. 5%氯化鈉中性電解質(zhì)中的動態(tài)電化學(xué)極化曲線結(jié)果為 未涂層6061鋁合金腐蝕電流密度6.78pA/cmS經(jīng)過本實例處理的6061鋁合金腐蝕電流為 0. 23pA/cni2，為未涂層合金的1/30。實施例3: 6061鋁合金型材(厚度1. 6mm)表面稀土轉(zhuǎn)化處理鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，包括如下步驟(1)預(yù)處理(1)預(yù)處理(a)對鋁合金表面實施機械磨光處理，控制表面粗糙度為 l微米以下；(b)采用弱腐蝕堿性溶液8(TC超聲清洗5分鐘，弱腐蝕堿性溶液由無水碳酸 鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉和去離子水組成，每升弱腐蝕堿性溶液含有50g的無水碳酸鈉、 30g的三聚磷酸鈉和25g的硅酸鈉；(c)去離子水漂洗；在堿性溶液8(TC浸漬1分鐘，按 成分重量體積比計，堿性溶液由氫氧化鈉、三聚磷酸鈉、無水碳酸鈉和水組成；每升堿性 溶液含有6g的氫氧化鈉、15g的三聚磷酸鈉和10g的無水碳酸鈉；(d)去離子水漂洗，并 在10 %體積百分比的稀硝酸溶液中浸漬2分鐘；(e )去離子水漂洗，熱風(fēng)烘干；在混合酸 溶液中(混合酸溶液重量百分比為H2S04: H3P04 : HF = 35%: 101 3%,其余為去離子水) 浸漬1. 5分鐘去除表面氧化物；(f )去離子水漂洗，在堿性水溶液(6g/L的氫氧化鈉、15g/L的三聚磷酸鈉，10g/L的無水碳酸鈉)中室溫浸漬l分鐘；去離子水漂洗；熱風(fēng)烘干。(2) 稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液配置配置稀土轉(zhuǎn)化處理液1000ml (水溶液)，其中處理液 中各種成分的重量或體積濃度如下水合氯化鈰濃度10g/L,水合硝酸鈰20g/L;氧化劑共 計5g/L,其中高錳酸鉀3g/L,高氯酸鈉lg/L,過硫酸銨lg/L;復(fù)合表面形態(tài)修整劑3g/L(二氯化鈰(SrCl2) lg/L,硝酸鉤lg/L,檸檬酸鈉0.5g/L,十二烷基磺酸鈉0. 5g/L )。初 始配置的處理液pH值為2. 7,用稀硝酸調(diào)至pH至1. 92。(3) 鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1)預(yù)處理的鋁合金置入有掛具的盛 有步驟(2)所述的處理液的不銹鋼潔凈容器內(nèi)，在15。C的溫度下浸漬，成膜在15分鐘內(nèi) 完成。配置的處理液用溫度計測試處理液溫度為15T,鋁合金用鋁絲懸掛在掛具上并浸入 處理液中，浸漬15分鐘后，取出試片，用自來水沖洗干凈并用電吹風(fēng)烘干。獲得的膜層均勻，色澤棕紅，局部有雜色。利用掃描電鏡分析，膜層平均厚度2微米； XPS分析表明膜層中以4價鈰為主,EDS分析表明錳含量較高。3. 5 %氯化鈉中性電解質(zhì)中的 動態(tài)電化學(xué)極化曲線結(jié)果為未涂層6061鋁合金腐蝕電流密度6.78^A/cm2;經(jīng)過本實例處 理的6061鋁合金腐蝕電流為0. 84 p A/cm2，為未涂層合金的1/8。 實施例4: 6063鋁合金型材(厚度1.5mm)表面稀土轉(zhuǎn)化處理 (1)預(yù)處理步驟同實例1.(2 )稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液配置配置稀土轉(zhuǎn)化處理液1000ral (水溶液)，其中各種成 分的重量或體積濃度如下水合氯化鈰5g/L,水合硝酸鈰7. 5g/L;高錳酸鉀2. lg/L,高 氯酸鈉0. 9g/L;過渡金屬自由離子濃度1. 0x10—2摩爾/L(三氯化鐵3x10-3摩爾/L,硫酸亞鐵 2x10—3摩爾/L， 二氯化銅5xlO—3摩爾/L);復(fù)合表面形態(tài)修整劑3g/L (二氯化鈰1. 6g/L，硝 酸鈣lg/L,檸檬酸鈉O. 4g/L)。初始配置的處理液pH值為2. 47,用硝酸調(diào)至pH為1.5。(3)鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將配置的處理液置入有掛具的不銹鋼潔凈容器內(nèi)， 并放入水浴槽中加熱并在3(TC保溫，用溫度計測試處理液溫度達到30。C后，將鋁合金試片 浸入處理液中，5分鐘后取出。用自來水清洗干凈并烘干.獲得金黃色涂層，光澤鮮亮，成膜致密均勻。采用封裝用膠帶紙覆蓋撕剝,膜層完整無 損。3.5%氯化鈉中性電解質(zhì)中的動態(tài)電化學(xué)極化曲線結(jié)果為未涂層6061銷合金腐蝕電 流密度6.78^A/Cm2;經(jīng)過本實例處理的6061鋁合金腐蝕電流為0. 11 |a A/cm2,為未涂層合金 的1/60。實施例5: 6063锘合金型材(厚度1.5mm)表面稀土轉(zhuǎn)化處理實例4完成處理后，觀察處理液中無沉淀。處理液在實驗室空氣環(huán)境中放置3天后繼9續(xù)使用。(1) 預(yù)處理步驟同實例1.(2) 稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液配置采用放置3天后的處理液，成分見實例4.(3) 鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1)預(yù)處理的鋁合金置入有掛具的盛 有步驟(2)所述的處理液的不銹鋼潔凈容器內(nèi)，在15。C的溫度下浸漬，成膜在10分鐘內(nèi) 完成。配置的處理液用溫度計測試處理液溫度為15QC，鋁合金用鋁絲懸掛在掛具上并浸入 處理液中，浸漬10分鐘后，取出試片，用自來水沖洗干凈并用電吹風(fēng)烘干。獲得的膜層均勻致密，色澤金黃。XPS分析表明膜層中以4價鈰為主。3.5%氯化鈉中 性電解質(zhì)中的動態(tài)電化學(xué)極化曲線結(jié)果為未涂層6061鋁合金腐蝕電流密度6.78^A/Cm2: 經(jīng)過本實例處理的6061鋁合金腐蝕電流為0. 16 p A/cm2，為未涂層合金的1/40。上述實施例表面稀土轉(zhuǎn)化處理以四價鈰的化合物為主要成分，涂層中不含對環(huán)境和人 體有害的六價或三價鉻。膜層色澤金黃，致密均勻，防護性能優(yōu)異。同未作處理的鋁合金相 比，在濃度為3. 5wty。氯化鈉中性電解質(zhì)中的腐蝕電流密度降低60倍。而且適于多種系列 锘合金的表面轉(zhuǎn)化處理，涂層處理過程搡作簡單。另一方面上述實施例中成膜溫度為15~ 35 T,在常溫下進行，不需加熱；成膜速度較快，接近傳統(tǒng)的鉻酸鹽處理成膜速度；成膜 呈金黃色，易于在線判斷成膜質(zhì)量。而且從實施例5可見本發(fā)明處理液在大氣環(huán)境中保存 3天并多次使用后仍可以繼續(xù)使用，獲得轉(zhuǎn)化處理膜的腐蝕電流密度為未處理合金的1/40。 說明本發(fā)明配置的處理液在開放的大氣環(huán)境中可以反復(fù)使用。
權(quán)利要求
1. 一種鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，包括如下步驟和工藝條件(1)鋁合金表面預(yù)處理工序；(2)稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液的配置稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液由鈰鹽、氧化劑、成膜促進劑和成膜表面形態(tài)修整劑及水組成，每升稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液含有10-30g鈰鹽、1-5g氧化劑、0-5×10-2摩爾成膜促進劑和1-3g成膜表面形態(tài)修整劑；處理液的pH值1-3.0；所述鈰鹽選自水合氯化鈰和水合硝酸鈰中的一種或兩種；所述氧化劑溶液選自高錳酸鉀、過硫酸銨、高氯酸鈉和氯酸鉀溶液中的一種或多種；所述成膜促進劑為一種或多種過渡金屬自由離子；(3)鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理將經(jīng)步驟(1)預(yù)處理的鋁合金放入步驟(2)所述的處理液中，在15～35℃的溫度下處理，成膜5-15分鐘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的鋁 合金表面預(yù)處理工序步驟包括(1) 對鋁合金表面實施機械磨光處理，控制表面粗糙度為0. 01-10微米；(2) 釆用弱腐蝕堿性溶液60-80°C超聲清洗5-15分鐘，弱腐蝕堿性溶液由無水碳酸 鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉和去離子水組成；每升弱腐蝕堿性溶液含有30-50g無水碳酸鈉、 30-50g三聚磷酸鈉和10-25g硅酸鈉;(3) 去離子水漂洗；在堿性溶液60-8(TC浸漬l-3分鐘，堿性溶液由氫氧化鈉、三聚 磷酸鈉，無水碳酸鈉和水組成；每升堿性溶液含有6-10g氫氧化鈉、10-15g三聚磷酸鈉和 6-10g無水碳酸鈉；(4) 去離子水漂洗，并在10-20%體積百分比的稀硝酸溶液中浸漬0. 5-2分鐘；(5) 去離子水漂洗，熱風(fēng)烘干；在混合酸溶液中浸漬1-2分鐘去除表面氧化物；所述 混合酸溶液中三種酸的重量百分比為H2S04: H3P04 : HF = 35-40%: 5-10%: 3-5%,其余為去 離子水；(6) 去離子水漂洗，在堿性溶液中室溫浸漬0.5-1分鐘；去離子水漂洗；熱風(fēng)烘干； 所述堿性溶液由氫氧化鈉、三聚磷酸鈉和無水碳酸鈉和水組成，每升堿性溶液含有6-10g 氫氧化鈉、10-15g三聚磷酸鈉和6-10g無水碳酸鈉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的所 述過渡金屬自由離子為Cu-"、 Fe2+、 Fe3'、 Co"或Ni2+。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的稀 土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液pH值為1. 5-2. 0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的步 驟(3)的處理溫度為20~30°C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的所 述成膜表面形態(tài)修整劑選自堿土金屬鹽中的 一種或多種。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的所 述成膜表面形態(tài)修整劑為十二烷基磺酸鈉或檸檬酸鈉。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法，其特征在于，所述的所 述成膜表面形態(tài)修整劑為堿土金屬鹽與十二烷基磺酸鈉或檸檬酸鈉的復(fù)配。
全文摘要
本發(fā)明公開了鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法。該方法包括鋁合金表面預(yù)處理工序、稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液的配置和鋁合金表面稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液由10-30g/L鈰鹽、1-5g/L氧化劑溶液、0-5×10^-2摩爾/L成膜促進劑和1-3g/L成膜表面形態(tài)修整劑組成；處理液的pH值1-3.0；鈰鹽選自水合氯化鈰和水合硝酸鈰中的一種或兩種；成膜促進劑為一種或多種過渡金屬自由離子，成膜在5-15分鐘內(nèi)完成。該方法轉(zhuǎn)化處理涂層與基體結(jié)合強度高、防護性能優(yōu)異，操作簡單，涂層中不含對環(huán)境和人體有害的六價或三價鉻。
文檔編號C23C22/05GK101260521SQ20081002755
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者彭繼華, 李文芳 申請人:華南理工大學(xué)