[发明专利]铝合金表面氟铝酸盐转化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金表面转化液及采用该转化液在铝合金表面进行二次生长法制备氟铝酸盐转化膜的方法，更具体地说，涉及通过物理或化学的方法在铝合金表面产生的晶种层，然后诱导铝合金表面发生转化反应生成氟铝酸盐转化膜的方法。

背景技术

金属表面铬酸盐学化学转化(钝化)处理是一种传统的加工工艺，近一个世纪来以其卓越的防腐和粘合性能而被广泛应用于功能性镀层和装饰性镀层领域，如航天航空，电子，汽车，制药，印刷，机械，化工，食品加工和其他制造业。

以往，铝及其合金的表面处理方法通常采用铬酸盐转化液处理，生成的转化膜成分为三氧化二铬、氧化铝及少量的铬酸盐。使用铬酸盐转化液处理铝合金的化学转化处理方法有许多，如由美国化学颜料公司发明的阿洛丁法。铬酸盐处理形成的转化膜由于含有起物理保护作用的三氧化二铬和具有自我修复作用的六价铬-铬酸盐，因此，铬酸盐转化膜表现出优越的耐蚀性。但是，由于该转化液中致癌六价铬污染环境，其生产过程对环境要求高，废水处理费用也越来越昂贵。随着全球信息产业的迅猛发展，产品更新换代速度的加快，世界各国每年产生的电子垃圾达百万、千万吨，而且这个数字还在逐年攀升。铬酸盐处理的产品由于转化膜含有致癌物六价铬，其废弃物对环境造成的影响、对人类健康造成的危害已经受到了全世界的关注。欧盟2006年7月1日实施的《关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质》的RoHS(The Restriction of the Use of Certain Hazardous Substancesin Electrical and Electric Equipment)指令，规定从2006年7月1日起，进入欧盟市场的新电子电器产品应不得含有包括六价铬等六种有害物质，其目的在于提高报废电子电器产品的回收及再循环率、减少电子电器产品废料对水源和土壤引起的二次污染、保障社会的可持续发展。我国也于2007年3月1日起执行欧盟RoHS指令，禁止在金属表面处理工艺过程中使用六价铬等有害物质。金属表面铬酸盐转化处理技术这一具有百年历史的传统工艺已经面临着被取消的命运。

目前，为了取消六价铬铬酸盐转化处理技术，人们提出了各种各样的无六价铬化学转化膜技术。如在美国专利4,895,608公布的“铝合金防腐膜转化液”中，使用含有磷酸根离子、铝离子、硝酸根离子组成的转化液，在pH小于1.5的条件下处理，可在铝合金表面获得有一定防腐性能、由磷酸铝和氧化铝组成的转化膜。美国专利5,437,740公布的“铝和铝合金防腐膜转化液”中，使用含有高锰酸根离子、铝离子、硝酸根离子组成的转化液，在pH 2～4和高温条件下处理，在铝合金表面获得防腐性能较佳、组成成分为氧化铝和少量氧化锰的转化膜。

美国专利4,895,608公布的“铝合金防腐膜转化液”，其转化液具有不含六价铬的优点，但是，由磷酸铝和氧化铝组成的转化膜防腐性能一般，含磷酸根离子转化废液的使用可能产生引起水体环境的富营养化问题。美国专利5,437,740公布的“铝和铝合金防腐膜转化液”，其转化液不含六价铬、磷酸盐，由氧化铝和少量氧化锰组成的转化膜防腐性能也较佳，但是，该转化液必须在高温条件下使用，耗费大量能源。

发明内容

针对上述背景技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种铝合金表面氟铝酸盐转化膜的制备方法，该方法采用铝合金表面转化液在铝合金表面制备氟铝酸盐转化膜，铝合金表面转化液不含六价铬或磷酸盐，是一种环保型铝合金表面转化液。该转化液能够在常温条件下使用，在铝合金表面生成的转化膜不含六价铬或磷酸盐、环境友好，膜层连续致密，具有极佳的防腐、粘合性能。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案：

一种铝合金表面氟铝酸盐转化膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)首先在铝合金表面以机械或化学的方法制备晶种层；

2)使用铝合金表面转化液进行化学转化处理，所述的铝合金表面转化液为水溶液，该水溶液的pH值为1～6，配制的每升水溶液中含有：

氟化物：其氟离子的浓度为1000mg/L～4000mg/L；金属盐：其浓度为0.1mg/L～10000mg/L，表面活性剂：其浓度为0.1mg/L～10000mg/L，配位化合物：其浓度为0.1mg/L～250000mg/L；

该铝合金表面转化液使用时的温度为1℃～40℃，与铝合金表面的接触时间为1分钟～15分钟，即可在铝合金表面生成氟铝酸盐转化膜。

上述铝合金表面转化液的优选方案为：