[发明专利]铝合金表面环保型钛锆转化处理/静电喷涂的防腐处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，涉及金属表面腐蚀与防护技术，具体涉及一种铝合金表面环保型钛锆转化处理/静电喷涂的防腐处理工艺。

背景技术

铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，位居第三，含量非常丰富。铝合金因具有密度小、强度比高，可加工性能好和导电导热性好等优点，被广泛应用于建筑、航空、电子电器、汽车等领域。铝合金在世界的产量是仅次于钢的第二大金属材料，2014年全年，仅中国铝材产量达到了4845.52万吨，同比增长18.57％，而到2015年中国铝型材产销量预计将达到约5800万吨。但是由于铝及其合金耐蚀性差，产生的腐蚀损失也十分巨大。根据国际通行方法以一国一年腐蚀损失约占GDP的3％～5％计算，我国2014年的GDP约为63.65万亿元，腐蚀损失则在1.9万亿元～3.18万亿元之间。若按照2014年末全国总人口13.6亿人平均计算，相当于每人每年承担1397元～2338元的腐蚀损失。因此解决铝合金的腐蚀问题迫在眉睫。

表面防护处理技术能有效提高铝合金的抗腐蚀能力，常见的表面防护处理技术有阳极氧化处理、微弧氧化处理、电镀、化学镀、化学转化处理等。其中化学转化处理因设备简单、操作方便、成本低、成膜速度快和附着力好等诸多优点，成为铝合金最佳的防腐蚀预处理方法。传统的化学转化方法是铬酸盐处理法，铬酸盐处理能有效提高铝合金表面的耐蚀性，并为后续的有机喷涂涂层提供良好的基底。但是该转化方法形成的膜层中含有六价铬，研究表明六价铬能够导致肺癌，国际癌症研究组织已经将六价铬列为人体致癌的物质，因此新的环保型无污染的化学转化处理方法亟待开发。钛锆盐转化膜具有许多与铬酸盐相近的性质，如耐腐蚀性强，具有较好的稳定性和自愈性，操作简单，可在室温下进行，在工业上已有应用。

静电喷涂技术是近几十年迅速发展起来的用于金属防腐、装饰性喷涂的一种新型涂装工艺。它利用高压静电电晕电场原理，在喷枪与被涂工件之间形成高压静电场，在喷枪头上接高压负极，被涂工件接地形成正极。当粉末涂料透过高压泵后，由高压负极产生电晕放电，使喷出的粉末带上负电荷，在静电力的作用下，均匀的吸附在带正电荷的工件上。

在关于铝合金表面防护处理技术，尤其是无铬化学转化处理的公开专利中，大部分研究人员都只考虑转化膜的性能，或者只考虑喷涂技术。很少有人研究铝合金表面无铬钝化/静电粉末喷涂工艺，该工艺是是将转化膜推进产业化的关键因素，优化好该工艺，将大大提高转化膜带来的经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种铝合金表面环保型钛锆转化处理/静电喷涂的防腐处理工艺。该工艺适用于1×××(即1000系列)、5×××(即5000系列)、6×××(即6000系列)系列铝合金的表面防护处理，得到的转化膜与有机涂层结合强度高，防护性能好，能有效保护铝合金表面，且涂层中不含有对人体有害的六价铬。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铝合金表面环保型钛锆转化处理/静电喷涂的防腐处理工艺，先通过化学转化处理在铝合金表面形成一层钛锆转化膜，再采用静电粉末喷涂技术对其进行喷涂。

所述铝合金表面环保型钛锆转化处理/静电喷涂的防腐处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)铝合金表面前处理：

将铝合金依次进行水洗、工业酸除油、第二次水洗、混合酸活化，水洗。

(2)铝合金表面转化处理：

将经过表面前处理的铝合金放入钛锆转化液中浸泡，水洗，悬置，烘干，得到转化膜；

(3)将烘干后的铝合金悬挂在喷粉室内，对其进行静电有机粉末喷涂；

(4)喷涂完后，静息2～3min，加热至180℃～200℃保温20～25min，冷却，得到防腐涂层。

步骤(1)中所述除油时间为1～3min，所述混合酸活化时间为3～5min；所述水为自来水。

步骤(1)中所述工业酸的组成为H₂SO₄50～100g/L，H₃PO₄15～30g/L，HF5～15g/L，OP-10乳化剂0.2～3g/L。

步骤(1)中所述混合酸的组成为HNO₃15～30g/L，H₃PO₄10～25g/L，H₂SO₄20～50g/L。