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CN106835231A - 一种铝合金表面处理方法 - Google Patents

一种铝合金表面处理方法 Download PDF

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CN106835231A CN201611196927.2A CN201611196927A CN106835231A CN 106835231 A CN106835231 A CN 106835231A CN 201611196927 A CN201611196927 A CN 201611196927A CN 106835231 A CN106835231 A CN 106835231A
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Abstract

本发明属于金属表面处理领域，具体涉及一种铝合金表面处理方法，包括(1)水洗；(2)脱脂处理；(3)水洗；(4)酸洗；(5)水洗；(6)碱洗；(7)去离子水洗；(8)电晕处理；(9)电解钝化；(10)水洗；(11)烘干。本发明提供的铝合金表面处理工艺简单，钝化更均匀、钝化层致密度高，可以大大提高铝合金的防腐蚀能力，而且表面可以防油污。

Description

一种铝合金表面处理方法
技术领域
本发明属于金属表面处理领域，具体涉及一种铝合金表面处理方法。
背景技术
铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列的优点，在航空航天、船舶、建筑、桥梁、电力、汽车、核工业及兵器工业等领域都有着广泛的应用。
一种铝合金表面处理方法有很多，目前比较成熟、应用比较广泛的有物理法、化学法、物理化学法和综合法。现在常用的方法是电解钝化法，通过电化学方法在铝合金表面形成转化膜，这种方法虽然可提高铝合金的耐蚀性能，但是铝合金转化膜层耐磨性能没有得到很大的改善；而且这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝及铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度偏低，不耐磨。因此，如何改善铝及铝合金氧化膜的均匀性、硬度、耐磨能力及耐腐蚀性能一直是业内人员研究的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铝合金表面处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种铝合金表面处理方法，包括以下步骤:
(1)水洗：采用清水浸泡铝合金基材30min，然后并采用超声波处理2-4min；
(2)脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠1.2、氢氧化钠2.5、氨基苯磺酸钠0.6、季戊四醇4、酒石酸钠0.2、马鞭草醇提物0.05、水80；
(3)水洗：将经过脱脂处理后的铝合金基材喷采用75-80℃清水清洗2遍；
(4)酸洗：将经过步骤3处理的铝合金基材浸泡在酸液里，浸泡时间为6-8min，所用酸液按重量百分比计由以下成分制成：硫酸2.5、硬脂酸0.8、丁二酸1.2、水100；
(5)水洗：将经过酸洗后的铝合金基材采用90℃清水清洗2遍；
(6)碱洗：将经过步骤5处理的铝合金基材浸泡在碱液里，在40℃下浸泡处理25-28s，所述碱液按重量百分比计由以下成分制成：氢氧化钠3.5、焦磷酸钠1.2、聚二甲基硅氧烷0.5、十二烷基硫酸钠1.1、水100；
(7)去离子水洗：将经过碱洗后的铝合金基材进行去离子水洗1遍；
(8)电晕处理：将经过去离子水洗的铝合金基材放在空气相对湿度为20-22%、温度为180-188℃、场强为260-390kv/m的电晕场中处理40min；
(9)电解钝化：将经过电晕处理的铝合金基材放于电解液中，电流密度为1.2-1.4A/dm2，温度38-40℃，时间为18-22min；
(10)水洗：将经过电解钝化后的铝合金基材采用98℃的清水清洗2遍；
(11)烘干：将氧化后的铝合金基材悬挂在加热炉内加热到300-320℃，保温15min。
进一步的：所述超声波处理的功率为500W。
进一步的：所述马鞭草醇提物制备方法为：将马鞭草清洗干净后，放入质量浓度为0.2%的盐酸溶液中浸泡30min，然后采用清水洗涤，粉碎至120目，然后采用78%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1: 21，在51℃下回流提取3.5h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得。
进一步的：所述的电解液按重量百分比计由以下成分制成：葡萄糖酸钠1.2、磷酸3.6、氟化钾0.2、硼酸1.3、硫酸镍0.8、水100。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的铝合金表面处理工艺简单，钝化更均匀、钝化层致密度高，可以大大提高铝合金的防腐蚀能力，而且表面可以防油污，同时工艺简单，能耗低，本发明处理方法中使用的处理剂利用率高，无污染，本发明的铝合金表面处理方法能够得到均匀性很好的铝合金氧化膜层，致密且硬度高、耐磨、耐腐蚀，并且能够显著增加铝合金表面与涂层和油漆的结合力为铝合金工件的防护提供了进一步的有效保护措施,铝合金表面装饰性能得到极大的提高，在电解钝化前，经过电晕处理，能够形成铝合金表面的耐磨微观结构，能够使得铝合金表面抗划痕能力和耐盐雾腐蚀性能得到显著增强，加工后的铝合金工件能适用于恶劣环境下的产品。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金表面处理方法，包括以下步骤:
(1)水洗：采用清水浸泡铝合金基材30min，然后并采用超声波处理2min；
(2)脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠1.2、氢氧化钠2.5、氨基苯磺酸钠0.6、季戊四醇4、酒石酸钠0.2、马鞭草醇提物0.05、水80；
(3)水洗：将经过脱脂处理后的铝合金基材喷采用75℃清水清洗2遍；
(4)酸洗：将经过步骤3处理的铝合金基材浸泡在酸液里，浸泡时间为6min，所用酸液按重量百分比计由以下成分制成：硫酸2.5、硬脂酸0.8、丁二酸1.2、水100；
(5)水洗：将经过酸洗后的铝合金基材采用90℃清水清洗2遍；
(6)碱洗：将经过步骤5处理的铝合金基材浸泡在碱液里，在40℃下浸泡处理25s，所述碱液按重量百分比计由以下成分制成：氢氧化钠3.5、焦磷酸钠1.2、聚二甲基硅氧烷0.5、十二烷基硫酸钠1.1、水100；
(7)去离子水洗：将经过碱洗后的铝合金基材进行去离子水洗1遍；
(8)电晕处理：将经过去离子水洗的铝合金基材放在空气相对湿度为20%、温度为180℃、场强为260kv/m的电晕场中处理40min；
(9)电解钝化：将经过电晕处理的铝合金基材放于电解液中，电流密度为1.2A/dm2，温度38℃，时间为18min；
(10)水洗：将经过电解钝化后的铝合金基材采用98℃的清水清洗2遍；
(11)烘干：将氧化后的铝合金基材悬挂在加热炉内加热到300℃，保温15min。
实施例2
一种铝合金表面处理方法，包括以下步骤:
(1)水洗：采用清水浸泡铝合金基材30min，然后并采用超声波处理4min；
(2)脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠1.2、氢氧化钠2.5、氨基苯磺酸钠0.6、季戊四醇4、酒石酸钠0.2、马鞭草醇提物0.05、水80；
(3)水洗：将经过脱脂处理后的铝合金基材喷采用80℃清水清洗2遍；
(4)酸洗：将经过步骤3处理的铝合金基材浸泡在酸液里，浸泡时间为6-8min，所用酸液按重量百分比计由以下成分制成：硫酸2.5、硬脂酸0.8、丁二酸1.2、水100；
(5)水洗：将经过酸洗后的铝合金基材采用90℃清水清洗2遍；
(6)碱洗：将经过步骤5处理的铝合金基材浸泡在碱液里，在40℃下浸泡处理28s，所述碱液按重量百分比计由以下成分制成：氢氧化钠3.5、焦磷酸钠1.2、聚二甲基硅氧烷0.5、十二烷基硫酸钠1.1、水100；
(7)去离子水洗：将经过碱洗后的铝合金基材进行去离子水洗1遍；
(8)电晕处理：将经过去离子水洗的铝合金基材放在空气相对湿度为22%、温度为188℃、场强为390kv/m的电晕场中处理40min；
(9)电解钝化：将经过电晕处理的铝合金基材放于电解液中，电流密度为1.4A/dm2，温度40℃，时间为22min；
(10)水洗：将经过电解钝化后的铝合金基材采用98℃的清水清洗2遍；
(11)烘干：将氧化后的铝合金基材悬挂在加热炉内加热到320℃，保温15min。
实施例3
一种铝合金表面处理方法，包括以下步骤:
(1)水洗：采用清水浸泡铝合金基材30min，然后并采用超声波处理3min；
(2)脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠1.2、氢氧化钠2.5、氨基苯磺酸钠0.6、季戊四醇4、酒石酸钠0.2、马鞭草醇提物0.05、水80；
(3)水洗：将经过脱脂处理后的铝合金基材喷采用78℃清水清洗2遍；
(4)酸洗：将经过步骤3处理的铝合金基材浸泡在酸液里，浸泡时间为7min，所用酸液按重量百分比计由以下成分制成：硫酸2.5、硬脂酸0.8、丁二酸1.2、水100；
(5)水洗：将经过酸洗后的铝合金基材采用90℃清水清洗2遍；
(6)碱洗：将经过步骤5处理的铝合金基材浸泡在碱液里，在40℃下浸泡处理26s，所述碱液按重量百分比计由以下成分制成：氢氧化钠3.5、焦磷酸钠1.2、聚二甲基硅氧烷0.5、十二烷基硫酸钠1.1、水100；
(7)去离子水洗：将经过碱洗后的铝合金基材进行去离子水洗1遍；
(8)电晕处理：将经过去离子水洗的铝合金基材放在空气相对湿度为21%、温度为185℃、场强为280kv/m的电晕场中处理40min；
(9)电解钝化：将经过电晕处理的铝合金基材放于电解液中，电流密度为1.3A/dm2，温度39℃，时间为20min；
(10)水洗：将经过电解钝化后的铝合金基材采用98℃的清水清洗2遍；
(11)烘干：将氧化后的铝合金基材悬挂在加热炉内加热到310℃，保温15min。
以上实施例中：
所述超声波处理的功率为500W。
所述马鞭草醇提物制备方法为：将马鞭草清洗干净后，放入质量浓度为0.2%的盐酸溶液中浸泡30min，然后采用清水洗涤，粉碎至120目，然后采用78%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1: 21，在51℃下回流提取3.5h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得。
所述的电解液按重量百分比计由以下成分制成：葡萄糖酸钠1.2、磷酸3.6、氟化钾0.2、硼酸1.3、硫酸镍0.8、水100。
对比例1：与实施例1区别仅在于不经过电晕处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于脱脂液中不添加马鞭草醇提物。
对比例3：与实施例1区别仅在于将电晕场处理放到电解钝化步骤后。
取实施例1、2和3处理后的铝合金件和未处理的铝合金件进行中性盐雾（GB6458－86）和盐水浸泡实验（5%氯化钠），结果显示未处理的铝合金件在腐蚀性环境中表面腐蚀严重，产生大量的腐蚀杂质，而经过处理的铝合金件在18天的盐雾和盐水浸泡实验中表面无化，对比例1处理的铝合金件在10天的盐雾和盐水浸泡实验中出现表面腐蚀，对比例3处理的铝合金件在11天的盐雾和盐水浸泡实验中出现表面腐蚀，铝合金件表面氧化膜具有很好的附着能力和抗腐蚀能力。
经测试，经过对比例2处理的铝合金件表面硬度相较于本发明方法处理的铝合金件降低了4%左右，本发明方法处理的铝合金件表面冲击韧性提高了5-8%。

Claims (4)

1.一种铝合金表面处理方法，其特征在于,包括以下步骤:
(1)水洗：采用清水浸泡铝合金基材30min，然后并采用超声波处理2-4min；
(2)脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，其中脱脂液按重量份计由以下成分制成：碳酸钠1.2、氢氧化钠2.5、氨基苯磺酸钠0.6、季戊四醇4、酒石酸钠0.2、马鞭草醇提物0.05、水80；
(3)水洗：将经过脱脂处理后的铝合金基材喷采用75-80℃清水清洗2遍；
(4)酸洗：将经过步骤3处理的铝合金基材浸泡在酸液里，浸泡时间为6-8min，所用酸液按重量百分比计由以下成分制成：硫酸2.5、硬脂酸0.8、丁二酸1.2、水100；
(5)水洗：将经过酸洗后的铝合金基材采用90℃清水清洗2遍；
(6)碱洗：将经过步骤5处理的铝合金基材浸泡在碱液里，在40℃下浸泡处理25-28s，所述碱液按重量百分比计由以下成分制成：氢氧化钠3.5、焦磷酸钠1.2、聚二甲基硅氧烷0.5、十二烷基硫酸钠1.1、水100；
(7)去离子水洗：将经过碱洗后的铝合金基材进行去离子水洗1遍；
(8)电晕处理：将经过去离子水洗的铝合金基材放在空气相对湿度为20-22%、温度为180-188℃、场强为260-390kv/m的电晕场中处理40min；
(9)电解钝化：将经过电晕处理的铝合金基材放于电解液中，电流密度为1.2-1.4A/dm2，温度38-40℃，时间为18-22min；
(10)水洗：将经过电解钝化后的铝合金基材采用98℃的清水清洗2遍；
(11)烘干：将氧化后的铝合金基材悬挂在加热炉内加热到300-320℃，保温15min。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述超声波处理的功率为500W。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述马鞭草醇提物制备方法为：将马鞭草清洗干净后，放入质量浓度为0.2%的盐酸溶液中浸泡30min，然后采用清水洗涤，粉碎至120目，然后采用78%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1: 21，在51℃下回流提取3.5h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金表面处理方法，其特征在于：所述的电解液按重量百分比计由以下成分制成：葡萄糖酸钠1.2、磷酸3.6、氟化钾0.2、硼酸1.3、硫酸镍0.8、水100。
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