專利名稱：用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液及其應用方法
技術領域：
本發明屬于防腐技術領域，特別涉及一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液及其應用方法。
背景技術：
鋁合金具有強度高、密度低、塑性好、優良的導電性和導熱性等物理特性，在建筑、交通運輸、電子、發動機、散熱器以及日常生活等方面有十分廣闊的應用前景。空氣中，鋁合金表面會形成氧化鋁保護膜，對鋁合金基體起到保護作用，但這層膜的厚度僅為4nm左右，并且孔隙率大、硬度低、耐磨性差、易被腐蝕。這些缺點嚴重限制了其應用范圍，尤其在潮濕 大氣，海水、海洋大氣以及含工業大氣等環境中，特別是這些環境中有Cl—存在時極易發生腐蝕，為了提高鋁合金的耐腐蝕性能，需要對鋁合金表面進行表面處理。常見的鋁合金表面處理方法有陽極氧化處理、化學轉化膜處理等，但這些方法都存在較大的環境污染問題。近年來，稀土轉化膜已被證明是代替污染嚴重的鉻酸鹽轉化膜的理想涂層，成為國內外研究熱點。D. R. Amott和Mansfeld分別采用不同的稀土轉化膜技術處理鋁合金表面，但這兩種技術分別存在浸泡時間長和處理溫度高的缺點。中國人民解放軍91872部隊上海研究室的專利“一種鋁合金防腐處理工藝”(CN102358949)，其采用電刷鍍工藝在鋁合金表面形成稀土納米氧化鈦復合膜層，其工藝受到工件形狀的限制，不適合復雜的鋁合金工件。
發明內容
本發明的目的，是針對陽極氧化處理、化學轉化膜處理的環境污染問題以及現有技術存在的不適合復雜工件、浸泡時間長和處理溫度高的問題，提供了一種新的用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液及其應用方法，該處理液不含強氧化劑(如KMn04、H2O2,(NH4) 2S208等)，環保無污染，采用浸潰工藝，不受鋁合金工件形狀限制，形成的稀土轉化膜能顯著提高鋁合金表面的防腐蝕性能。本發明的一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液，其原料成分及其含量為每升蒸懼水中加入稀土鹽10 40g,氯化鈉120 400g,氟化鈉12 45g ；上述稀土轉化膜處理液的制備方法如下(I)按每升蒸餾水中加入稀土鹽10 40g，氯化鈉120 400g，氟化鈉12 45g的計量比稱取稀土鹽、氯化鈉和氟化鈉，置于燒杯中，加入蒸餾水，使其完全溶解；(2)用lmol/L稀鹽酸滴加上述處理液中，調整配pH值調節至2 6，升溫至30 70。。。所述稀土鹽為氯化鋪(CeCl3 · 6H20)、硝酸鋪(Ce (NO3) 3 · 6H20)、硝酸鑭(La (NO3) 3 · 6H20)和氯化鑭(LaCl3 · 7H20)。本發明的一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液的應用方法，步驟為(I)除油將鋁合金工件懸掛、浸于乙醇中lOmin，去除鋁合金表面的油脂，并用蒸餾水將其清洗干凈；(2)活化將步驟(I)處理后的鋁合金浸在濃度為35 70g/L，溫度為15 35°C的氫氧化鈉溶液中活化I 3min，并用蒸餾水將其清洗干凈；(3)鍍膜將步驟(2)處理后的鋁合金浸在稀土鹽處理液中40 70min，之后用蒸餾水清洗干凈，于80 100°C干燥，即可在鋁合金表面得到稀土轉化膜。
本發明的有益效果是，提供了一種新的用于鋁合金表面防腐蝕的稀土鹽處理液，低溫下可在鋁合金表面形成稀土轉化膜，工藝簡單，成本低，綠色環保。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例所用原料均為市售的分析純試劑。實施例I首先，配制稀土轉化膜處理液將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入20g氯化鈰、240g氯化鈉和24g氟化鈉，再加入蒸餾水2L。滴加lmol/L稀鹽酸，調節處理液的pH值為6，升溫至70°C。應用上述稀土轉化膜處理液在鋁合金表面形成稀土轉化膜的步驟如下(I)鋁合金表面除油處理將鋁合金工件懸掛，浸在乙醇中IOmin進行除油處理，之后用蒸餾水將其清洗至干凈。(2)鋁合金表面活化處理將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入70g氫氧化鈉，再加入蒸餾水2L，溶解并稀釋，攪拌均勻，溫度保持15°C。將步驟(I)處理的鋁合金浸在上述氫氧化鈉溶中活化。(3)鋁合金表面鍍膜將步驟(2)處理后的鋁合金工件浸潰稀土轉化膜處理液中40min，之后用蒸餾水清洗干凈，于80°C下干燥30min，即可在鋁合金表面得到稀土轉化膜。實施例2首先，配制稀土轉化膜處理液將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入60g氯化鈰、500g氯化鈉和50g氟化鈉，再加入蒸餾水2L。滴加lmol/L稀鹽酸，調節處理液的pH值為4，升溫至50°C。應用上述稀土轉化膜處理液在鋁合金表面形成稀土轉化膜的步驟如下(I)鋁合金表面除油處理將鋁合金工件懸掛，浸在乙醇中IOmin進行除油處理，之后用蒸餾水將其清洗至干凈。(2)鋁合金表面活化處理將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入IOOg氫氧化鈉，再加入蒸餾水2L，溶解并稀釋，攪拌均勻，溫度保持在20°C。將步驟(I)處理的鋁合金浸在上述氫氧化鈉溶中活化。(3)鋁合金表面鍍膜將步驟(2)處理后的鋁合金工件浸潰稀土鹽處理液中50min，之后用蒸餾水清洗干凈，再90°C下干燥30min，即可在鋁合金表面得到稀土轉化膜。實施例3首先，配制稀土轉化膜處理液將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入80g氯化鈰、800g氯化鈉和90g氟化鈉，再加入蒸餾水2L。滴加lmol/L稀鹽酸，調節處理液的pH值為2，升溫至30°C。
應用上述稀土轉化膜處理液在鋁合金表面形成稀土轉化膜的步驟如下(I)鋁合金表面除油處理將鋁合金工件懸掛，浸在乙醇中IOmin進行除油處理，之后用蒸餾水將其清洗至干凈。(2)鋁合金表面活化處理將燒杯用蒸餾水清洗干凈，加入140g氫氧化鈉，再加入蒸餾水2L，溶解并稀釋，攪拌均勻，溫度保持在35°C。將步驟(I)處理的鋁合金浸在上述氫氧化鈉溶中活化。(3)鋁合金表面鍍膜將步驟(2)處理后的鋁合金工件浸潰稀土鹽處理液中70min，之后用蒸餾水清洗干凈，再100°C下干燥30min，即可在鋁合金表面得到稀土轉化膜。最后，對上述實施例的鋁合金工件進行防腐蝕性能質量檢測，根據GB10125-88《人造氣氛中的腐蝕試驗-(SS試驗)一中性鹽霧試驗》進行中性鹽霧試驗，其檢測結果的技術 指標詳見表I。表I
權利要求
1.一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液，其原料成分及其含量為每升蒸餾水中加入稀土鹽10 40g，氯化鈉120 400g，氟化鈉12 45g。
上述稀土轉化膜處理液的制備方法如下 (1)按每升蒸懼水中加入稀土鹽10 40g,氯化鈉120 400g,氟化鈉12 45g的計量比稱取稀土鹽、氯化鈉和氟化鈉，置于燒杯中，加入蒸餾水，使其完全溶解； (2)用lmol/L稀鹽酸滴加上述處理液中，調節pH值至2 6，升溫至30 70°C。
2.根據權利要求I的一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液，其特征在于，所述稀土鹽為氯化鈰、硝酸鈰、硝酸鑭和氯化鑭。
3.權利要求I的一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液的應用方法，步驟為 (1)除油將鋁合金工件懸掛、浸于乙醇中lOmin，去除鋁合金工件表面的油脂，并用蒸餾水將其清洗干凈； (2)活化將步驟(I)處理后的鋁合金工件浸在濃度為35 70g/L、溫度為15 35°C的氫氧化鈉溶液中活化I 3min，并用蒸餾水將其清洗干凈； (3)鍍膜將步驟(2)處理后的鋁合金浸在稀土鹽處理液中40 70min，之后用蒸餾水清洗干凈，于80 100°C干燥，即可在鋁合金表面得到稀土轉化膜。
全文摘要
本發明公開了一種用于鋁合金表面防腐蝕的稀土轉化膜處理液及其應用方法，其原料成分及其含量為每升蒸餾水中加入稀土鹽10～40g，氯化鈉120～400g，氟化鈉12～45g。所述的稀土鹽為鈰鹽或鑭鹽，處理液的pH值在2～6，處理溫度為30～70℃，采用浸漬工藝，將鋁合金工件浸在上述處理液中40～70min，干燥后即在鋁合金表面形成耐腐蝕的稀土轉化膜，能顯著提高鋁合金的耐腐蝕性能。與其它工藝相比，該方法操作簡單，不受鋁合金工件形狀限制，經濟環保。
文檔編號C23C22/34GK102808170SQ20121027199
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者侯峰, 楊春, 趙莎 申請人:天津大學