文档介绍：铝及铝合金无铬表面处理技术研究进展
来源:电镀与涂饰(2010-05-28) 分类:[技术文摘] 关键字:
作者:纪红*,朱祖芳(北京有色金属研究总院,北京 100088)
摘要:综述了铝及铝合金无铬表面处理技术,包括锆钛类处理、硅烷处理、稀土转化膜、高锰酸盐转化膜、钴盐转化膜、锂盐转化膜、有机酸转化膜等。目前在实践中获得应用的有锆钛转化处理和硅烷处理,但尚无一种无铬处理工艺能够完全代替铬酸盐处理工艺。
关键词:铝及铝合金;表面处理;化学转化膜;耐蚀性能
中图分类号:TG178 文献标志码:A
文章编号:1004 – 227X (2009) 06 – 0034 – 04
Research progress of chromate-free surface treatment technology on aluminum and its alloys//JI Hong*, ZHU Zu-fang
Abstract: Thechromate-freesurface treatment technologies foraluminum and its alloys including Zr/Ti treatment, silane treatment, rare earth conversion coatings, permanganate conversion coatings, cobalt salt conversion coatings, lithium salt conversion anic acid conversion coatings werereviewed. The Zr/Ti treatment and silane treatment have beenused in practice. However,there is not a non-chromate conversion coating that can totally replace the chromate conversion coating.
Keywords: aluminum and itsalloy; surface treatment; chemical conversion coating; corrosion resistance
First-author’s address: Beijing General Research Institute for Non-ferrous Metals, Beijing100088, China
1 前言
由于铝的标准电极电位较负,在使用过程中易发生腐蚀,须经表面处理后才能使用。我国现今通用的处理方法是采用铬酸盐处理,但由于其中含有六价铬,其使用越来越受到严格限制。因此,环境友好的新型无铬表面处理技术越来越受到人们的关注。
· 无铬表面处理技术
2. 1 锆钛类处理
锆钛处理体系从20世纪80年代开始发展,是目前为数不多的得到工业化应用的工艺之一。它最早用于易拉罐的表面处理,后来逐渐扩展到汽车、电子、航空、建筑型材等行业。这种工艺的处理液主要由含钛、锆、铪的金属盐,氟化物,硝酸盐和有机添加剂组成,通过浸渍、喷淋的方式形成转化膜。膜层主要是由锆钛盐、铝的氧化物、铝的氟化物及锆钛的配合物等组成的混合夹杂物。其优点在于工艺操作简单,所获得的膜层与有机聚合物的结合力强[1-3]。
日本Parker公司研制的一个典型配方是: g/L, g/L, g/L, g/L,pH 。30 ~ 60 °C下喷淋或浸渍5 ~ 6 s即可获得转化膜[2]。郭瑞光等[3]的研究表明,钛酸盐化学转化膜拥有许多与铬酸盐化学转化膜相同的性质,如稳定、牢固、自愈性良好,能够有效防止铝合金的腐蚀等。钛酸盐转化膜能起到保护作用是基于它抑制了铝合
金表面阳极反应的发生和提高了点蚀电位。汉高公司从20世纪70年代起就已经开发了无铬转化处理技术,当时以氟锆酸、硝酸和硼酸为基础配方;80年代又开发了磷酸锆和磷酸钛配方,被广泛应用于易拉罐表面钝化。其无铬钝化产品Alodine(阿洛丁)5200的处理时间为5 ~ 120 s,温度20 ~ 30 °C, ~ ,所获得的涂层由30% ~ 40%的锆(钛)盐、25% ~ 35%的铝的氧化物、5% ~ 15%的铝的氟化物和2% ~ 30%的有机聚合物组成。其特点是:无重金属,降低了污水处理的成本,减少了重金属对环境的污染,改善了操作工人的作业环境;基于锆盐和钛盐以及聚合物等,取代了重金属钝化膜;室温处理,节约能源;钝化时间短,提高了生产效率;既可用于喷淋也可