CN102808170A - 用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液及其应用方法，其原料成分及其含量为：每升蒸馏水中加入稀土盐10～40g，氯化钠120～400g，氟化钠12～45g。所述的稀土盐为铈盐或镧盐，处理液的pH值在2～6，处理温度为30～70℃，采用浸渍工艺，将铝合金工件浸在上述处理液中40～70min，干燥后即在铝合金表面形成耐腐蚀的稀土转化膜，能显著提高铝合金的耐腐蚀性能。与其它工艺相比，该方法操作简单，不受铝合金工件形状限制，经济环保。

Description

用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液及其应用方法

技术领域

本发明属于防腐技术领域，特别涉及一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液及其应用方法。

背景技术

铝合金具有强度高、密度低、塑性好、优良的导电性和导热性等物理特性，在建筑、交通运输、电子、发动机、散热器以及日常生活等方面有十分广阔的应用前景。空气中，铝合金表面会形成氧化铝保护膜，对铝合金基体起到保护作用，但这层膜的厚度仅为4nm左右，并且孔隙率大、硬度低、耐磨性差、易被腐蚀。这些缺点严重限制了其应用范围，尤其在潮湿大气，海水、海洋大气以及含工业大气等环境中，特别是这些环境中有Cl^-存在时极易发生腐蚀，为了提高铝合金的耐腐蚀性能，需要对铝合金表面进行表面处理。

常见的铝合金表面处理方法有阳极氧化处理、化学转化膜处理等，但这些方法都存在较大的环境污染问题。近年来，稀土转化膜已被证明是代替污染严重的铬酸盐转化膜的理想涂层，成为国内外研究热点。D.R.Amott和Mansfeld分别采用不同的稀土转化膜技术处理铝合金表面，但这两种技术分别存在浸泡时间长和处理温度高的缺点。中国人民解放军91872部队上海研究室的专利“一种铝合金防腐处理工艺”（CN102358949），其采用电刷镀工艺在铝合金表面形成稀土纳米氧化钛复合膜层，其工艺受到工件形状的限制，不适合复杂的铝合金工件。

发明内容

本发明的目的，是针对阳极氧化处理、化学转化膜处理的环境污染问题以及现有技术存在的不适合复杂工件、浸泡时间长和处理温度高的问题，提供了一种新的用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液及其应用方法，该处理液不含强氧化剂（如KMnO₄、H₂O₂、(NH₄)₂S₂O₈等），环保无污染，采用浸渍工艺，不受铝合金工件形状限制，形成的稀土转化膜能显著提高铝合金表面的防腐蚀性能。

本发明的一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液，其原料成分及其含量为：每升蒸馏水中加入稀土盐10～40g，氯化钠120～400g，氟化钠12～45g；

上述稀土转化膜处理液的制备方法如下：

（1）按每升蒸馏水中加入稀土盐10～40g，氯化钠120～400g，氟化钠12～45g的计量比称取稀土盐、氯化钠和氟化钠，置于烧杯中，加入蒸馏水，使其完全溶解；

（2）用1mol/L稀盐酸滴加上述处理液中，调整配pH值调节至2～6，升温至30～70℃。

所述稀土盐为氯化铈(CeCl₃·6H₂O)、硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)、硝酸镧(La(NO₃)₃·6H₂O)和氯化镧(LaCl₃·7H₂O)。

本发明的一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液的应用方法，步骤为：

（1）除油：将铝合金工件悬挂、浸于乙醇中10min，去除铝合金表面的油脂，并用蒸馏水将其清洗干净；

（2）活化：将步骤（1）处理后的铝合金浸在浓度为35～70g/L，温度为15～35℃的氢氧化钠溶液中活化1～3min，并用蒸馏水将其清洗干净；

（3）镀膜：将步骤（2）处理后的铝合金浸在稀土盐处理液中40～70min，之后用蒸馏水清洗干净，于80～100℃干燥，即可在铝合金表面得到稀土转化膜。

本发明的有益效果是，提供了一种新的用于铝合金表面防腐蚀的稀土盐处理液，低温下可在铝合金表面形成稀土转化膜，工艺简单，成本低，绿色环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例所用原料均为市售的分析纯试剂。

实施例1

首先，配制稀土转化膜处理液：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入20g氯化铈、240g氯化钠和24g氟化钠，再加入蒸馏水2L。滴加1mol/L稀盐酸，调节处理液的pH值为6，升温至70℃。

应用上述稀土转化膜处理液在铝合金表面形成稀土转化膜的步骤如下：

（1）铝合金表面除油处理：将铝合金工件悬挂，浸在乙醇中10min进行除油处理，之后用蒸馏水将其清洗至干净。

（2）铝合金表面活化处理：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入70g氢氧化钠，再加入蒸馏水2L，溶解并稀释，搅拌均匀，温度保持15℃。将步骤（1）处理的铝合金浸在上述氢氧化钠溶中活化。

（3）铝合金表面镀膜：将步骤（2）处理后的铝合金工件浸渍稀土转化膜处理液中40min，之后用蒸馏水清洗干净，于80℃下干燥30min，即可在铝合金表面得到稀土转化膜。

实施例2

首先，配制稀土转化膜处理液：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入60g氯化铈、500g氯化钠和50g氟化钠，再加入蒸馏水2L。滴加1mol/L稀盐酸，调节处理液的pH值为4，升温至50℃。

应用上述稀土转化膜处理液在铝合金表面形成稀土转化膜的步骤如下：

（1）铝合金表面除油处理：将铝合金工件悬挂，浸在乙醇中10min进行除油处理，之后用蒸馏水将其清洗至干净。

（2）铝合金表面活化处理：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入100g氢氧化钠，再加入蒸馏水2L，溶解并稀释，搅拌均匀，温度保持在20℃。将步骤（1）处理的铝合金浸在上述氢氧化钠溶中活化。

（3）铝合金表面镀膜：将步骤（2）处理后的铝合金工件浸渍稀土盐处理液中50min，之后用蒸馏水清洗干净，再90℃下干燥30min，即可在铝合金表面得到稀土转化膜。

实施例3

首先，配制稀土转化膜处理液：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入80g氯化铈、800g氯化钠和90g氟化钠，再加入蒸馏水2L。滴加1mol/L稀盐酸，调节处理液的pH值为2，升温至30℃。

应用上述稀土转化膜处理液在铝合金表面形成稀土转化膜的步骤如下：

（1）铝合金表面除油处理：将铝合金工件悬挂，浸在乙醇中10min进行除油处理，之后用蒸馏水将其清洗至干净。

（2）铝合金表面活化处理：将烧杯用蒸馏水清洗干净，加入140g氢氧化钠，再加入蒸馏水2L，溶解并稀释，搅拌均匀，温度保持在35℃。将步骤（1）处理的铝合金浸在上述氢氧化钠溶中活化。

（3）铝合金表面镀膜：将步骤（2）处理后的铝合金工件浸渍稀土盐处理液中70min，之后用蒸馏水清洗干净，再100℃下干燥30min，即可在铝合金表面得到稀土转化膜。

最后，对上述实施例的铝合金工件进行防腐蚀性能质量检测，根据GB10125-88《人造气氛中的腐蚀试验-(SS试验)—中性盐雾试验》进行中性盐雾试验，其检测结果的技术指标详见表1。

表1

Claims (3)

1.一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液，其原料成分及其含量为：每升蒸馏水中加入稀土盐10～40g，氯化钠120～400g，氟化钠12～45g。

上述稀土转化膜处理液的制备方法如下：

（1）按每升蒸馏水中加入稀土盐10～40g，氯化钠120～400g，氟化钠12～45g的计量比称取稀土盐、氯化钠和氟化钠，置于烧杯中，加入蒸馏水，使其完全溶解；

（2）用1mol/L稀盐酸滴加上述处理液中，调节pH值至2～6，升温至30～70℃。

2.根据权利要求1的一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液，其特征在于，所述稀土盐为氯化铈、硝酸铈、硝酸镧和氯化镧。

3.权利要求1的一种用于铝合金表面防腐蚀的稀土转化膜处理液的应用方法，步骤为：

（1）除油：将铝合金工件悬挂、浸于乙醇中10min，去除铝合金工件表面的油脂，并用蒸馏水将其清洗干净；

（2）活化：将步骤（1）处理后的铝合金工件浸在浓度为35～70g/L、温度为15～35℃的氢氧化钠溶液中活化1～3min，并用蒸馏水将其清洗干净；

（3）镀膜：将步骤（2）处理后的铝合金浸在稀土盐处理液中40～70min，之后用蒸馏水清洗干净，于80～100℃干燥，即可在铝合金表面得到稀土转化膜。