CN115404473A - 用于铝材表面处理的钝化液及铝材表面钝化方法和具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于铝材表面处理的钝化液及铝材表面钝化方法和具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材。该用于铝材表面处理的钝化液包括以下成分：含锆盐、含钛盐、碘化钾、含氟盐、钠盐以及水。该铝材表面钝化方法包括以下步骤：超声清洗、吹风干燥、超声钝化、烘干。该具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材是通过上述的铝材表面钝化方法对铝材进行表面钝化处理而制备得到的。本发明提供的用于铝材表面处理的钝化液以及铝材表面钝化方法可广泛应用在各种于铝材，使铝材表面生成致密的、连续的、平整的钝化膜，起到隔绝大气腐蚀介质的作用，延长铝材的使用寿命，使其可广泛应用在腐蚀环境中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铝材表面处理的钝化液，以及一种铝材表面钝化方法和一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，属于金属表面处理技术领域。
背景技术
沿海及海岛地区的架空输电线路，长期处于腐蚀性盐雾气体和高温湿热的条件下，导线极易被腐蚀而损坏。架空导线的腐蚀主要为三种：化学腐蚀、电化学腐蚀和缝隙腐蚀，在大多数情况下三种腐蚀同时存在。而架空导线采用的防腐蚀措施主要有如下几种：其一，在钢芯表面镀锌，镀锌层能防护钢芯减缓腐蚀；其二，优选化学成分优良的铝锭，通过稀土优化处理，减少铝中杂质，降低铝中的硅含量，提高导体材料的抗腐蚀性能；其三，在导线绞制时，在铝股之间涂防腐油脂。
但是上述的防腐蚀技术存在诸多的问题及缺陷。第一，采用镀锌钢线作为导线加强芯时，锌与铝由于电位差的存在，会在导线内部产生电化学腐蚀，破坏镀锌层，进而腐蚀钢芯。第二，虽然通过改变化学成分可以提高导线材料基体的抗腐蚀能力，但随之而来的是铝线其他性能的降低，如强度、导电率和伸长率的降低。第三，导线内部涂防腐油脂，会短时间内对内部钢芯起到保护作用，但防腐油脂会随时间的推移而失效、变质，从而丧失防腐能力。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于铝材表面处理的钝化液，以及一种铝材表面钝化方法和一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材。采用本发明的钝化液和钝化方法对铝材进行处理，可以在其表面形成纳米转化膜，提升铝材的抗腐蚀能力。
为了实现上述目的，本发明首先提供了一种用于铝材表面处理的钝化液，其包括以下成分：含锆盐0.1-0.6g/L、含钛盐0.2-0.3g/L、碘化钾0.05-0.1g/L、含氟盐0.05-0.1g/L、钠盐0.06-0.08g/L以及水。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述用于铝材表面处理的钝化液的成分还包括硝酸，并且所述用于铝材表面处理的钝化液的pH值为2.2-4.5，更优选为3.0-3.7。
在上述的钝化液中，优选地，所述含钛盐包括硫酸钛、亚硫酸钛以及碳酸钛等中的一种或几种的组合。
在上述的钝化液中，优选地，所述含锆盐包括氯化锆和/或氟锆酸钾等。
在上述的钝化液中，优选地，所述含氟盐包括氟铬酸钾、氟化钠以及氟化钾等中的一种或几种的组合。
在上述的钝化液中，优选地，所述钠盐包括亚硫酸钠和/或碳酸钠等。
本发明的钝化液的制备方法可以将上述各成分在水中混合均匀即可，也可以先不将硝酸与其他成分混合，而是在使用时加入硝酸，以达到本发明所限定的钝化液的pH值。其中，所采用的水可以为去离子水或蒸馏水等。
此外，本发明还提供了一种铝材表面钝化方法，其至少包括以下步骤：采用上述的用于铝材表面处理的钝化液对铝材进行表面钝化处理。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述铝材表面钝化方法包括以下步骤：对所述的铝材依次进行超声清洗、第一干燥、超声钝化、第二干燥后，得到表面钝化处理后的铝材；其中，所述超声钝化采用所述的用于铝材表面处理的钝化液。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述超声清洗所采用的清洗液包括中性清洗液，所述超声清洗的超声频率为20000～30000Hz，功率为4～6kw，超声清洗的时间为2-5min。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，以所述中性清洗剂的总体积为100％计，其包括以下成分：40％-60％的二甲苯和40％-60％的丙酮。本发明提供的中性清洗剂属于水性有机物，由乙酰乙酸脱羧生成的丙酮、以及二甲苯等成分组成。
传统对铝基材表面的清洗采用酸或碱，其有一定的腐蚀性，破坏铝基材表面的氧化铝膜，形成腐蚀凹坑。同时，酸洗或碱处理的溶液后期无法处理，对环境会造成一定危害。由于铝材导线绞合，内层的油污很难被清洗干净，所以内层的钝化效果也会大大降低。对此，本发明提出了一种超声清洗的方式，通过在清洗槽中加入超声振荡装置，同时采用中性清洗液，对铝材导线进行超声清洗。内层的油污也会由于清洗剂振荡粒子的冲击，清洗干净，大大加强后期的钝化膜生产效果。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述第一干燥的温度为40-60℃，时间为2-5min。所述第一干燥可以为热风吹气干燥。更优选地，所述热风吹气干燥装置包括圆周均布的4-8根气管，气管长度方向均布开有气孔，气管的气孔沿铝材运行的反方向斜向开设，接入压缩空气对铝材表面进行吹干处理。更具体地，所述热风吹气干燥装置还包括加热装置，以增加吹干速度。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述超声钝化的温度为25-35℃，时间为2-6min，超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述超声钝化采用超声钝化装置进行，所述超声钝化装置包括钝化槽、超声振荡板、保温装置、循环装置以及过滤装置；
其中，所述超声振荡板设置在所述钝化槽的内部；
所述保温装置设置在所述钝化槽的外部；
所述循环装置包括循环泵、集水槽和浸入式pH值检测仪；所述循环泵连接于所述集水槽，所述浸入式pH值检测仪设置于所述集水槽的内部；
所述钝化槽开设有若干个进水口和若干个出水口；
所述钝化槽的出水口通过管线连接于所述过滤装置后再通过管线连接于所述集水槽，所述钝化槽的进水口通过管线和所述循环泵连接于所述集水槽。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述超声钝化具体包括：通过所述超声振荡板对所述钝化槽内的铝材和所述的用于铝材表面处理的钝化液进行超声，超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw；同时通过所述保温装置使钝化的温度为25-35℃；钝化处理2-6min后，使所述钝化槽内的钝化液经出水口进入所述过滤装置进行过滤后，进入所述集水槽；所述集水槽内部的浸入式pH值检测仪对钝化液的pH值进行检测，当其pH值不在2.2-4.5时(更优选地，当其pH值不在3.0-3.7时)，则从外部补充所述的用于铝材表面处理的钝化液和/或补充硝酸，以使集水槽中的钝化液的pH值为2.2-4.5(更优选为3.0-3.7)；集水槽中的钝化液经所述循环泵进入所述钝化槽的进水口。
本发明的上述超声钝化的装置及步骤通过在钝化槽内增加超声振荡板，加强了钝化液的振荡频率，增强钝化效率。并且，设置了循环装置，有效实现了钝化液的循环利用。同时设置了最佳钝化温度25-35℃，在钝化槽外包裹加热保温装置，钝化处理时间2-6分钟，达到优异钝化效果。通过调节铝材导线运行速度，来控制处理时间。并且，将钝化液的pH值控制在2.2-4.5，采用浸入式pH值检测仪，自动检测酸碱度，自动补充钝化液和/或补充硝酸。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述超声清洗也可以采用上述的超声钝化装置进行，只需把钝化液替换为清洗液即可，并且采用上述的超声清洗的处理时间。更优选地，所述超声清洗具体包括：通过所述超声振荡板对清洗槽(该清洗槽即为所述的钝化槽，只是称呼不同而已)内的铝材和清洗液进行超声，超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw；同时保温装置可以不启动，维持常温；清洗处理2-5min后，使所述清洗槽内的清洗液经出水口进入所述过滤装置进行过滤后，进入所述集水槽；所述集水槽内部的浸入式pH值检测仪可以不启用；集水槽中的清洗液经所述循环泵进入所述清洗槽的进水口。
在上述的铝材表面钝化方法中，优选地，所述第二干燥的温度为40℃-60℃，时间为2-5min。所述第二干燥可以为热风烘干，对钝化处理后的铝材导线进行40℃-60℃的热风烘干，同时加强钝化膜的生成。
本发明的铝材表面钝化方法利用特别研制的钝化液对铝材进行钝化处理，在铝材表面形成纳米转化的钝化膜。本发明的铝材表面钝化方法具有成本低廉、形成的钝化膜层致密稳定和技术先进等特点。本发明所提供的钝化液中的锆、钛与氧有极强的亲和力，在大气或湿润环境中能立刻形成氧化膜，并且当有腐蚀出现时，只要有微量的氧或水存在，其自身可修复受损膜层，具有自愈性。同时本发明的纳米转化膜与铝基体的结合力很强，能够有效隔绝腐蚀介质。所以，形成的转化膜耐腐蚀效果好，适合于重腐蚀地区用导线。此外，通过改变铝材在钝化液中的浸没时间和浸没温度，从而改变铝基体表面生成的钝化膜厚度，不同的转化膜厚度可适用在不同腐蚀等级地区。
另外，本发明还提供了一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其是通过上述的铝材表面钝化方法对铝材进行表面钝化处理而制备得到的。
在上述的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材中，优选地，所述纳米转化膜成型于所述铝材的表面，所述纳米转化膜的厚度为100nm-800nm。
在上述的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材中，优选地，所述铝材包括铝导线和/或铝合金导线等。该铝导线和铝合金导线的具体元素组成和制备方法均可以为本领域常规的，在此不进行赘述。
本发明提供的纳米转化膜能够对铝材产生保护作用，避免导线表面氧化。通过扫描电镜分析，铝导线经本发明的钝化处理后，其表面形成较为平整的、连续的保护膜，膜层厚度小于1μm，膜层厚度对铝导线的线径的影响可以忽略。钝化膜在铝导线表面起到了很好的阻挡作用，明显阻碍了大气、工业环境中腐蚀介质的侵蚀，从而有效抑制了铝金属基体腐蚀反应的发生，增强了铝导线的耐蚀能力。
本发明提供的用于铝材表面处理的钝化液以及铝材表面钝化方法可广泛应用在各种于铝材，使铝材表面生成致密的、连续的、平整的钝化膜(即纳米转化膜)，起到隔绝大气腐蚀介质的作用，延长铝材的使用寿命，使其可广泛应用在腐蚀环境中。本发明还提供了一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，尤其是具有纳米转化膜的防腐蚀型铝或铝合金导线。架空导线经过本发明的钝化处理后，在其表面可形成几百纳米厚度的多金属盐无机复合钝化膜，从而大幅度提高铝及铝合金在潮湿、盐雾等环境中的抗腐蚀能力。而且形成的钝化膜还具有导电、导磁、导热的性能，对铝及铝合金的导电性能影响甚微，同时形成的钝化膜也具有一定修复导线表面缺陷的效果。采用本发明提供的表面钝化处理技术，使导线的防腐蚀技术突破导线本身的“双金属腐蚀”，导线表层所形成的新型耐蚀防护膜能够延长导线使用寿命，降低输电线路的运维成本。
附图说明
图1为本发明的具体实施方式中的超声钝化装置的结构示意图；
其中，1-钝化槽，2-超声振荡板，3-保温装置，4-循环装置，41-循环泵，42-集水槽，43-浸入式pH值检测仪，5-过滤装置。
图2为实施例4提供的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材导线的表面扫描电镜照片。
图3为实施例5提供的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材导线的表面扫描电镜照片。
图4为盐雾腐蚀后的铝线的照片。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种用于铝材表面处理的钝化液，其包括以下成分：硫酸钛0.3g/L、氟锆酸钾0.2g/L、碘化钾0.1g/L、氟铬酸钾0.08g/L、亚硫酸钠0.08g/L以及硝酸和水。该钝化液的pH值为3.7。
实施例2
本实施例提供了一种用于铝材表面处理的钝化液，其包括以下成分：亚硫酸钛0.2g/L、氟锆酸钾0.2g/L、碘化钾0.05g/L、氟化钠0.05g/L、碳酸钠0.08g/L以及硝酸和水。该钝化液的pH值为3.7。
实施例3
本实施例提供了一种超声钝化装置，如图1所示，所述超声钝化装置包括钝化槽1、超声振荡板2、保温装置3、循环装置4以及过滤装置5；
其中，所述超声振荡板2设置在所述钝化槽1的内部；
所述保温装置3设置在所述钝化槽1的外部；
所述循环装置4包括循环泵41、集水槽42和浸入式pH值检测仪43；所述循环泵41连接于所述集水槽42，所述浸入式pH值检测仪43设置于所述集水槽42的内部；
所述钝化槽1开设有若干个进水口和若干个出水口，进水口和出水口的具体数量可以由本领域技术人员进行常规调节；
所述钝化槽1的出水口通过管线连接于所述过滤装置5后再通过管线连接于所述集水槽42，所述钝化槽1的进水口通过管线和所述循环泵41连接于所述集水槽42。
实施例4
本实施例提供了一种铝材表面钝化方法，其包括以下步骤：对所述的铝材依次进行超声清洗、第一干燥、超声钝化、第二干燥后，得到表面钝化处理后的铝材。
其中，所述超声清洗所采用的清洗液为中性清洗液，所述超声清洗的超声频率为20000Hz，功率为4kw，超声清洗的时间为3min；所述中性清洗液的成分组成包括：50v％二甲苯和50v％丙酮。
所述超声清洗采用如图1所示的超声钝化装置进行，不同之处是钝化槽改为清洗槽，所用的装置相同，只是称呼不同而已。通过所述超声振荡板对所述清洗槽内的铝材和清洗液进行超声，超声频率为20000Hz，功率为4kw；同时保温装置可以不启动，维持常温；清洗处理3min分钟后，使所述清洗槽内的清洗液经出水口进入所述过滤装置进行过滤后，进入所述集水槽；所述集水槽内部的浸入式pH值检测仪可以不启用；集水槽中的清洗液经所述循环泵进入所述清洗槽的进水口。
采用本发明的超声钝化装置进行超声清洁的效果较好，清洗液从出水口流出后经过滤装置、集水槽、循环泵后重新从进水口进入，实现循环清洗。
所述第一干燥为热风吹气干燥，所述第一干燥的温度为40℃-60℃，时间为3min。并且所述热风吹气干燥装置为圆周均布的4-8根气管，气管长度方向均布开有气孔，气管的气孔沿铝材运行的反方向斜向开设，接入压缩空气对铝材表面进行吹干处理。更具体地，所述热风吹气干燥装置还包括加热装置，以增加吹干速度。
所述超声钝化具体包括：采用如图1所示的超声钝化装置，通过所述超声振荡板对所述钝化槽内的铝材和实施例1提供的钝化液进行超声，超声频率为20000Hz，功率为4kw；同时通过所述保温装置使钝化的温度为25℃；钝化处理5min后，使所述钝化槽内的钝化液经出水口进入所述过滤装置进行过滤后，进入所述集水槽；所述集水槽内部的浸入式pH值检测仪对钝化液的pH值进行检测，当其pH值不在3.0-3.7时，则从外部补充所述的用于铝材表面处理的钝化液或补充硝酸，以使集水槽中的钝化液的pH值为3.0-3.7；集水槽中的钝化液经所述循环泵进入所述钝化槽的进水口。
所述第二干燥为热风烘干，所述第二干燥的温度为60℃，时间为3min。
通过本实施例的钝化方法得到了具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其表面扫描电镜照片如图2所示，所述纳米转化膜的厚度为100-200nm。
实施例5
本实施例提供了一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其是采用实施例2提供的用于铝材表面处理的钝化液，按照实施例4的钝化方法得到的。本实施例的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材的表面扫描电镜照片如图3所示，所述纳米转化膜的厚度为100-200nm。
试验分析对比
一、分别采用酸性清洗剂、碱性清洗剂和中性清洗剂对铝材进行清洗，对比油污清洗效果，及对后道钝化工序的影响。结果如下表1所示。
表1
结论：本发明提供的中性清洗剂去油效果良好，且对基材没有腐蚀，不影响钝化效果。
二、超声波及超声波频率对清洗及钝化效果的影响。结果如下表2所示。
表2
| 超声波频率/Hz | 清洗效果 | 钝化效果 |
| 0 | 一般 | 钝化缓慢，需增加钝化时间 |
| 10000 | 良好 | 钝化较好 |
| 20000 | 优秀 | 钝化较好，能缩短时间 |
| 30000 | 优秀 | 钝化较好，能缩短时间 |
结论：本发明开创性地采用超声波的加入，能使油污清洗更加彻底，同时能促进钝化效果，缩短钝化时间，提升效率。综合考虑，当超声波频率为20000Hz时，清洗和钝化的效果最优，产生的噪音也较小。
三、以下对在不同处理温度、不同处理时间，不同氟锆酸钾浓度的条件下，转化膜的膜层耐蚀性能的变化进行检测。此部分实验对转化膜的观察是采用电子显微镜。
(1)氟锆酸钾含量
采用实施例1提供的钝化液，但是调整其中的氟锆酸钾为不同浓度，以及采用实施例4的铝材表面钝化方法对铝合金基体进行钝化处理后，对其盐雾耐蚀性进行分析，结果如下表3所示。
表3氟锆酸钾含量对盐雾腐蚀时间的影响
根据表1可知，铝合金基体在盐雾试验环境(NaCl盐雾浓度5％)中，自身可以抵抗280小时盐雾腐蚀。在钝化液中，0.2g/L氟锆酸钾浓度下最多可以达到550小时。说明钝化液起到了缓蚀作用。当钝化液中的氟锆酸钾浓度较低时，形成的转化膜不完整，导致耐蚀性较差，随着浓度增加，耐蚀能力增强，钝化液中氟锆酸钾的浓度为0.2g/L时，转化膜的耐蚀性能最好。但随着钝化液中氟锆酸钾浓度继续增加，膜层的耐盐雾腐蚀时间成下降趋势，主要是含量过高使得膜层不均匀，与基体的结合力下降。
根据上述耐盐雾腐蚀时间可知，当钝化液中的氟锆酸钾浓度在0.2g/L的条件下，膜层具有良好的耐蚀性能。
(2)温度对转化膜耐蚀性的影响
在钝化液中氟锆酸钾浓度为0.2g/L，超声钝化的时间为5min的条件下，研究不同温度对转化膜耐蚀性能的影响。在化学反应试验中，温度直接影响化学反应速率。温度高时，可以加速离子的扩散，温度低时离子的活度较小。因此，温度可以控制膜的生长速度。钝化液与铝合金的反应过程，主要是钝化液中的特定组分的氧化反应产物附着在铝合金表面。温度升高，就会加快离子的扩散速度，加速成膜反应速度，有助于形成膜层。温度正合适时，成膜比较完整，耐蚀性能也会随之加强。但当温度过高时，溶液反应剧烈，打破正逆反应速率平衡，这种升温会破坏膜层的完整性和耐蚀性。在成膜过程中产生的气体若未排除，膜层则可能产生孔洞，从而影响致密性，进一步影响了膜层的耐蚀性能。钝化液中氟锆酸钾浓度为0.2g/L条件下，超声钝化时间为5min，超声钝化温度分别为15℃，20℃，25℃，30℃，40℃，50℃，铝材表面钝化方法的其余步骤与参数均与实施例4相同，对得到的表面钝化处理后的铝材进行盐雾试验，其耐蚀状况见表4。
表4温度对转化膜耐蚀性的影响
可以看出随着温度的升高，膜层的耐盐雾时间从470小时升高到550小时，当温度在20～30℃时，膜层的耐盐雾时间在550小时左右相差不大，说明温度的升高提高了钝化液与基体的反应速率。但是温度超过30℃，反应速率继续增加，膜层的沉积速率与扩散速率失衡，转化膜不致密均匀，耐盐雾时间反而开始下降，并且随着温度继续升高盐雾时间下降速度增快。所以，将钝化温度控制在25℃左右时，钝化液与基体的反应速率正适合膜层的形成，膜层的耐蚀性能相对较佳，并且此温度较为适应工业生产环境的要求。
(3)pH值对转化膜耐蚀性的影响
在超声钝化的温度为25℃，超声钝化的时间为5min的条件下，调节实施例1的钝化液为不同酸碱度(pH值)，并采用实施例4的铝材表面钝化方法对铝合金基体进行钝化处理后，对其盐雾耐蚀性进行分析。得到pH值对转化膜耐蚀性影响试验结果见表5。
表5pH值对转化膜耐蚀性的影响
实施例1的钝化液的原pH值为3.7，根据不同pH值对盐雾耐腐蚀性能的影响可见，向酸方向调节到pH值为3.0-3.2时，盐雾耐腐蚀时间增长，当pH值为3.2时可达720小时，但向碱方向调节时，耐盐雾腐蚀时间急剧下降，因此要想获得性能更好的转化膜，需要控制本发明的钝化液的pH值为3.0-3.7。
根据测试结果，本发明的钝化过程的最佳工艺参数为：钝化液pH值为3.0-3.7，超声钝化时间为5min，超声钝化温度为25℃左右，钝化液中的氟锆酸钾浓度在0.2g/L。
性能测试
执行标准：ASTM B117-03。样品编号如下，将以下编号①～⑥的导线分别放入盐雾试验箱，定期观察导线表面情况。NaCl盐雾浓度5％，放置时长1000小时。同时为了验证生成的钝化膜与导线表面的结合能力，防止导线在架线施工过程钝化膜脱落，相应的进行过滑轮试验对比。具体参照Q/GDW 1815《铝合金芯高导电率铝绞线》关于过滑轮试验方法。进行试验盐雾腐蚀后的铝线的照片如图4所示。结果如下表6所示。
表6
1000h后的导线表面情况如下(肉眼观察)：①钝化过滑轮，导线表面氧化程度略有增加；②钝化未过滑轮，导线表面光亮，未发现氧化；③未钝化未过滑轮，导线表面已经完全氧化；④半钝化未过滑轮，导线钝化一端光亮，未钝化一端大面积氧化；⑤、⑥两根钝化过滑轮修复后的导线，表面氧化程度趋于一致。
试验结果表明本发明的钝化液能够对铝基体产生保护作用，避免导线表面氧化发黑。同时生成的钝化膜与导线附着性较好，过滑轮对其影响不大。通过扫描电镜分析，铝线经本发明的钝化处理后，其表面形成较为平整的、连续的保护膜，膜层厚度小于1μm，膜层厚度对铝线线径的影响可以忽略。钝化膜层在铝线表面起到了很好的阻挡作用，明显阻碍了大气、工业环境中腐蚀介质的侵蚀，从而有效抑制了铝金属基体腐蚀反应的发生，增强了铝线的耐蚀能力。
Claims (10)
1.一种用于铝材表面处理的钝化液，所述钝化液包括以下成分：含锆盐0.1-0.6g/L、含钛盐0.2-0.3g/L、碘化钾0.05-0.1g/L、含氟盐0.05-0.1g/L、钠盐0.06-0.08g/L以及水；
优选地，所述用于铝材表面处理的钝化液的成分还包括硝酸，并且所述用于铝材表面处理的钝化液的pH值为2.2-4.5。
2.根据权利要求1所述的铝材表面处理的钝化液，其中，所述含钛盐包括硫酸钛、亚硫酸钛以及碳酸钛中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的铝材表面处理的钝化液，其中，所述含锆盐包括氯化锆和/或氟锆酸钾。
4.根据权利要求1所述的铝材表面处理的钝化液，其中，所述含氟盐包括氟铬酸钾、氟化钠以及氟化钾中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的铝材表面处理的钝化液，其中，所述钠盐包括亚硫酸钠和/或碳酸钠。
6.一种铝材表面钝化方法，其至少包括以下步骤：采用权利要求1-5中任一项所述的用于铝材表面处理的钝化液对铝材进行表面钝化处理。
7.根据权利要求6所述的铝材表面钝化方法，其包括以下步骤：对所述的铝材依次进行超声清洗、第一干燥、超声钝化、第二干燥后，得到表面钝化处理后的铝材；其中，所述超声钝化采用所述的用于铝材表面处理的钝化液；
优选地，所述超声清洗所采用的清洗液包括中性清洗液，所述超声清洗的超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw，超声清洗的时间为2-5min；
优选地，所述第一干燥的温度为40℃-60℃，时间为2-5min；
优选地，所述超声钝化的温度为25-35℃，时间为2-6min，超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw；
优选地，所述超声钝化采用超声钝化装置进行，所述超声钝化装置包括钝化槽、超声振荡板、保温装置、循环装置以及过滤装置；
其中，所述超声振荡板设置在所述钝化槽的内部；
所述保温装置设置在所述钝化槽的外部；
所述循环装置包括循环泵、集水槽和浸入式pH值检测仪；所述循环泵连接于所述集水槽，所述浸入式pH值检测仪设置于所述集水槽的内部；
所述钝化槽开设有若干个进水口和若干个出水口；
所述钝化槽的出水口通过管线连接于所述过滤装置后再通过管线连接于所述集水槽，所述钝化槽的进水口通过管线和所述循环泵连接于所述集水槽；
优选地，所述超声钝化具体包括：通过所述超声振荡板对所述钝化槽内的铝材和所述的用于铝材表面处理的钝化液进行超声，超声频率为20000-30000Hz，功率为4-6kw；同时通过所述保温装置使钝化的温度为25-35℃；钝化处理2-6min后，使所述钝化槽内的钝化液经出水口进入所述过滤装置进行过滤后，进入所述集水槽；所述集水槽内部的浸入式pH值检测仪对钝化液的pH值进行检测，当其pH值不在2.2-4.5时，则从外部补充所述的用于铝材表面处理的钝化液和/或补充硝酸，以使集水槽中的钝化液的pH值为2.2-4.5；集水槽中的钝化液经所述循环泵进入所述钝化槽的进水口；
优选地，所述第二干燥的温度为40℃-60℃，时间为2-5min。
8.一种具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其是通过权利要求6或7所述的铝材表面钝化方法对铝材进行表面钝化处理而制备得到的。
9.根据权利要求8所述的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其中，所述纳米转化膜成型于所述铝材的表面，所述纳米转化膜的厚度为100nm-800nm。
10.根据权利要求8所述的具有纳米转化膜的防腐蚀型铝材，其中，所述铝材包括铝导线和/或铝合金导线。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102234799A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-11-09 | 西安建筑科技大学 | 一种锌层表面转化成膜液及其使用方法 |
| CN107429404A (zh) * | 2015-07-02 | 2017-12-01 | 许昌学院 | 用于铝合金表面处理的钛锆系有色无铬钝化液、使用其处理铝合金表面的方法及其应用 |
| CN109468626A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-15 | 中建三局第建设工程有限责任公司 | 一种铝合金模板面层钝化液及其制备方法和钝化处理工艺 |
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-
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102234799A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-11-09 | 西安建筑科技大学 | 一种锌层表面转化成膜液及其使用方法 |
| CN107429404A (zh) * | 2015-07-02 | 2017-12-01 | 许昌学院 | 用于铝合金表面处理的钛锆系有色无铬钝化液、使用其处理铝合金表面的方法及其应用 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘薇薇: "《现代电泳涂装百科全书》", 武汉理工大学出版社, pages: 48 * |
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