[发明专利]一种铝合金化学氧化液

说明书

技术领域

本发明涉及铝及铝合金的表面处理，具体地说是一种铝合金化学氧化液。

背景技术

铝合金具有质量轻，导电和导热性好、反光性强、易于加工等优异的物理化学性能，同时兼具价格低廉等优点，在航空航天、机械电子、交通运输、石油化工、能源动力等领域应用广泛。然而铝合金化学性质活泼，耐腐蚀性较差，而且铝合金材料硬度低，耐磨性差。因此铝合金在使用前须经过相应的表面处理以提高其硬度、耐磨性及耐腐蚀性能。目前常见的铝合金表面处理工艺有化学氧化、阳极氧化和微弧氧化法等。其中化学氧化法可在铝合金表面形成一层约0.5～4μm厚的氧化膜，对铝合金有一定的保护作用，有利于铝合金后续涂漆操作。因化学氧化处理所需设备简单，具有处理速度快，不消耗电能，成本低等优点，已成为应用较为广泛的一种铝合金涂装前处理工艺。

化学氧化法是指在一定的温度下，使铝表面与溶液发生化学作用，从而在铝合金表面形成一层致密氧化膜。根据化学溶液成分不同可将化学氧化法分为铬酸盐法和无铬法两大类。其中铬酸盐化学氧化膜耐蚀性、附着性好，具有自修复能力，是目前使用最广的铝合金表面处理技术。然而铬酸盐氧化工艺含有对人体及环境极为有害的六价铬，随着人们环境保护要求的增强，六价铬的应用已受到严格限制。1988年公开的CN86108470“高硅铝合金无氢氟酸前处理的化学氧化法”，1990年公开号为CN1039626的专利公开了″一种铝及铝合金化学氧化的方法″，2007年公开号为CN1978703的专利公开了一种″压铸铝化学氧化液及压铸铝化学氧化方法″这几个专利使用的氧化溶液成分中均含有六价铬，存在六价铬的环保问题。

为了实现铝合金化学氧化法环保化发展，无铬化学氧化工艺的研究已取得了积极的进展，有锆系、钛系、锰酸盐体系、钼酸盐体系、稀土体系、锂盐体系、硅酸盐体系、丹宁酸盐体系等。然而，同技术成熟的铬酸盐化学氧化工艺相比，无铬化学氧化工艺仍存在较多问题，如氧化温度较高、时间较长，氧化液中含稀土金属或其他贵金属盐，成本较高，所得膜层耐腐蚀性较差等。2009年公开的CN101463476A专利“铝合金氧化处理溶液及其氧化工艺”不含六价铬，含铝酸钠2g/L、柠檬酸5g/L、偏钒酸钠10g/L、氟化钠1.5g/L。但该工艺处理温度较高(高于45℃)，处理时间较长(5-20分钟)，而且氧化后要经过90-95℃，8-12分钟的封闭处理。工艺流程较长，能耗较高。此外该铝合金氧化工艺得到的膜层无色，不利于生产当中的质量控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中铬酸盐氧化的环保问题和现有无铬氧化工艺的温度较高、时间较长，膜层无色、所得膜层耐腐蚀性较差等不足，提供一种组成简单、配方合理，-----经氧化后外观有明显变化，膜层耐蚀性能良好，环保而又经济的铝合金化学氧化液。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种铝合金化学氧化液，其特征是：其由钼酸盐、磷酸盐、氟化物、锰化合物和有机酸(盐)与水混合组成，溶液中钼酸盐含量为1.0-15g/L，磷酸盐含量为0.5～10g/L，锰化合物含量为0.1～3g/L，氟化物含量为0.5～5g/L，有机酸(盐)含量为0.3～5g/L，所述溶液的pH值在4.0～6.0之间。

本发明所述的钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、磷钼酸中一种或其组合。磷酸盐为磷酸、马日夫盐、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或其钾盐和铵盐中的一种或几种组合。锰化合物为高锰酸钾、硫酸锰、磷酸锰中的一种或几种组合。氟化物为氟化钠、氟化氢、氟硅酸钠、氟锆酸钠或其钾盐、铵盐中的一种或几种组合。有机酸(盐)为甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乳酸、丁二酸等羧酸或其钾、钠、铵盐中的一种或几种组合。

本发明所述的磷酸盐更优选为磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠；锰化合物更优选为高锰酸钾和磷酸锰；氟化物更优选为氟化钠和氟硅酸钠；有机酸(盐)更优选为乙酸、柠檬酸。

本发明所述溶液更优选为含钼酸铵1.5g/L，磷酸三钠1.0g/L，氟硅酸钠0.5g/L，柠檬酸钠0.5g/L，乙酸钠0.3g/L，高锰酸钾0.2g/L。