一種用于在鋁合金表面制備轉化膜的預處理液及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種處理液，尤其涉及一種用于在鋁合金表面制備轉化膜的預處理液 及其使用方法。
【背景技術】
[0002] 鋁合金由于其活性較大，容易腐蝕，需要對表面進行防腐蝕處理。常用的方法是在 鋁合金表面生成一層完整、致密、均勻的鈍化層后再噴涂的方法。傳統的鉻酸鹽鈍化技術因 所獲轉化膜耐蝕性能優良和操作方便而得到了廣泛的應用。但六價鉻毒性高，易致癌，嚴重 危害環境。歐盟頒布ROHS、ELV和WEEE法規禁止含六價鉻的電子及電器設備投放市場，鉻 酸鹽鈍化技術已受到嚴格的限制，開發一種無毒、環保、高耐蝕性能的綠色鈍化技術已成共 識。鉻酸鹽轉化處理的替代技術研宄開始受到廣泛關注，許多無鉻化技術相繼出現，目前研 宄較多的有機類如硅烷、硅溶膠、植酸、單寧酸等，無機鹽類如鉬酸鹽、硅酸鹽、稀土鹽、基于 鈦鋯與氟的絡合物處理工藝（CARBD0B0ND)、Envirox系列處理技術等。這些處理技術都存 在一些缺點，主要表現為：1)鈦鋯鈍化膜絕大多數為無色，肉眼難以區分，不利于生產的在 線判斷；2)處理工藝復雜，處理工藝繁復，實現工業化的難度較大；3)成膜時間較長，降低 了生產效率；4)處理過程中，產生的含氟和含氨的廢水較多，給環保帶來很大壓力，不利于 可持續發展。
[0003] 此外，通常是在鋁合金表面直接用可生成轉化膜的處理液進行處理，這種情況下 生成的轉化膜性能較低。
[0004] 因此，需要一種在鋁合金表面生成轉化膜之前對鋁合金進行預處理的預處理液。
【發明內容】
[0005] 本發明旨在解決上面描述的問題。本發明的目的是提供一種解決以上問題中的任 何一個的用于在鋁合金表面制備轉化膜的預處理液。該預處理液可以提高鋁合金表面生成 的轉化膜的性能。
[0006] 根據本發明的第一方面，提供了一種用于在鋁合金表面制備轉化膜的預處理液， 該預處理液包括酸、緩沖劑、表面刻蝕劑、表面活性劑和表面預植劑；
[0007] 其中，各組分的含量為：
[0008] 酸 20~ 100g/L, 緩沖劑 30~72g/L， 表面刻蝕劑 10~34g/L， 表面活性劑 l~5g/L， 表面預植劑 2 ~ 15g/L。
[0009] 其中，各組分的含量為：
[0010] 酸 30~50g/L， 緩沖劑 45~60g/L, 表面刻蝕劑 17~27g/L, 表面活性劑 2~3g/L， 表面預植劑 5 ~ 12g/L。 toon] 其中，酸為氟苯甲酸、氟苯乙酸、硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或多種。
[0012] 其中，緩沖劑為鹽酸、硫酸或硝酸中的一種或多種。
[0013] 其中，表面刻蝕劑為氟化鈉、氟化鉀、氟苯甲酸、氟苯乙酸、氟化氫、氟硅酸、氟硼 酸、氟化氫鉀或氟化氫銨中的一種或多種。
[0014] 其中，表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子型表面活性劑。
[0015] 其中，表面預植劑為硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰或醋酸鈰中的一種或多種。
[0016] 根據本發明的另一方面，提供了該預處理液的使用方法，具體包括以下步驟：
[0017] 將水洗后的鋁合金在所述預處理液中噴淋或浸泡1~5分鐘；
[0018] 用去離子水清洗經所述預處理液處理過的鋁合金1~3分鐘。
[0019] 其中在所述步驟2后還包括下述步驟：
[0020] 重復以上兩個步驟一次或兩次。
[0021] 其中，如以上任意一項所述的預處理液在鋁合金表面制備轉化膜中的用途。
[0022] 根據陰極成膜機理，由于鋁合金表面存在不同電位相及雜質原子，導致在表面微 區形成無數原電池而發生電化學反應，在微陽極區發生金屬溶解反應，化學式如下：
[0023] M-neT- M n+ (M代表鋁合金中的金屬元素）
[0024] 在微陰極區發生H2析出反應和02還原反應，化學式如下：
[0025] 2H.+2e-- H 2
[0026] 02+2H20+4e - 40H
[0027] 微陰極區MT離子濃度增大，pH值升高，為轉化膜的生成創造有利條件。因此，預 處理作用就是在鋁合金表面得到細密均勻分布的陰極點。
[0028] 預處理液中酸的作用是對鋁合金進行酸洗除去油脂；緩沖劑用于保證前處理液的 PH值；表面活性劑是促進除油除脂；表面刻蝕劑用于除去表面的鋁暴露在鋁合金表面的第 二相如 Mg2Si、β -AlFeSi 和 FeAl3等。
[0029] 表面預植劑鈰鹽的作用是在局部pH升高時，在鋁合金表面生成新的陰極點，便于 無鉻轉化膜的生成，在此過程中的反應化學式為：
[0030] Ce3++30!T- Ce (OH) 3 I
[0031 ] Ce4++40H - Ce (OH) 4 I
[0032] 因此，本發明的用于在鋁合金表面制備轉化膜的預處理液，不僅可以除去鋁表面 氧化物，油脂等，而且通過表面刻蝕劑改變鋁合金表面的元素分布，使化學轉化成膜過程中 的陰極點充分暴露，同時在表面預植體的作用下在表面生成預植體，便于化學轉化膜的生 產。
[0033] 參照附圖來閱讀對于示例性實施例的以下描述，本發明的其他特性特征和優點將 變得清晰。
【附圖說明】
[0034] 并入到說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且與 描述一起用于解釋本發明的原理。在這些附圖中，類似的附圖標記用于表示類似的要素。下 面描述中的附圖是本發明的一些實施例，而不是全部實施例。對于本領域普通技術人員來 講，在不付出創造性勞動的前提下，可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1示例性地示出了根據預處理液的一種使用方法得到的鋁合金表面的SEM圖；
[0036] 圖2示例性地示出了根據預處理液的一種使用方法得到的鋁合金表面的預植鈰 元素面掃描圖；
[0037] 圖3示例性地示出了根據預處理液的另一種使用方法得到的鋁合金表面的SEM 圖；
[0038] 圖4示例性地示出了根據預處理液的另一種使用方法得到的鋁合金表面的預植 鋪元素面掃描圖。
【具體實施方式】
[0039] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要 說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0040] 本發明預處理液的制備
[0041] 本發明的預處理液用于在鋁合金表面制備轉化膜之前對鋁合金表面進行預處理。 該預處理液包括酸、緩沖劑、表面刻蝕劑、表面活性劑和表面預植劑；其中，各組分的含量 為：
[0042] 酸 20 ~100g/L, 緩沖劑 30~72g/L, 表面刻蝕劑 10~34g/L， 表面活性劑 I ~ 5g/L, 表面預植劑 2 ~ 15g/L"
[0043] 為使鋁合金表面形成薄厚適中的轉化膜，進一步地，本發明的預處理液中上述各 組分的含量為：
[0044] 酸 30~50g/L， 緩沖劑 45~60g/L， 表面刻蝕劑 17~27g/L， 表面活性劑 2~3g/L, 表面預植劑 5 ~ 12g/L。
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