[发明专利]一种常温环境友好型铝合金钝化液、制备方法及使用方法

说明书

本发明涉及一种常温环境友好型铝合金钝化液，按100份重量计，包括硫酸氧钒0.048～0.25份，氟钛酸铵0.05～0.7份，柠檬酸0.40～0.93份，稀土金属0.48～0.98份，余量为纯水。同时，本发明还涉及一种常温环境友好型铝合金钝化液的制备方法及使用方法。本发明利用四价钒离子在水溶液中的存在形式单一，钝化液的成分简单，工作稳定性较高的优点，解决常规铝合金钒酸盐钝化液成分复杂，工作温度较高的问题，同时四价钒酸盐是一种环境友好型的腐蚀抑制剂，废水处理简单，有利于生态环境保护。

技术领域

本发明涉及铝合金钝化液技术领域，尤其涉及一种常温环境友好型铝合金钝化液、制备方法及使用方法。

背景技术

铬酸盐钝化工艺所获得的钝化膜层耐蚀性优异，并且对铝合金材质无选择性，因而该工艺在铝合金表面防护中得到广泛应用。然而，铬酸盐钝化液中含有的六价铬离子，对生态环境不友好且对人体有致癌风险，至今欧盟国家已经严禁使用铬酸盐钝化工艺。

专利CN 103320780 A针对传统铬酸盐工艺中六价铬含量较高和操作温度较高的问题，通过降低铬酸盐含量和添加稀土元素开发出在常温下便可获得优异性能的钝化膜，但是采用该工艺仍无法避免六价铬对环境和人类造成的危害。

钒酸盐与铬酸盐有比较相似的化学性质，因而钒酸盐钝化工艺在锌、镁和铝合金表面防护中已经引起广大研究者的关注，然而，市场上流行的钒酸盐体系大多采用偏钒酸钠做为成膜物，偏钒酸钠溶液中产生的五价钒离子在水溶液中有复杂的水解平衡，这一特点使钒酸盐钝化工艺的推广应用受到限制，并且该工艺在实施时需要加温，工作温度通常为40～50℃。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种常温环境友好型铝合金钝化液、制备方法及使用方法，用以解决常规钒酸盐铝合金钝化工艺中溶液成分复杂和工作温度较高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种常温环境友好型铝合金钝化液，按100份重量计，包括硫酸氧钒0.048～0.25份，氟钛酸铵0.05～0.7份，柠檬酸0.40～0.93份，稀土金属0.48～0.98份，余量为纯水。

本发明有益效果如下：现有技术中有使用偏钒酸钠做成膜物的前例，但是，偏钒酸钠中的五价钒离子在水溶液中有复杂的水解平衡，严重影响钝化液的制备，进而影响钝化液的性能；而本发明是利用四价钒离子在水溶液中的存在形式单一，所制备的钝化液的成分简单，工作稳定性较高的优点，解决常规铝合金钒酸盐钝化液成分复杂，工作温度较高的问题，同时四价钒酸盐是一种环境友好型的腐蚀抑制剂，废水处理简单，有利于生态环境保护；本发明将硫酸氧钒与氟钛酸铵结合制备钝化液，不但排除了现有技术中六价铬对环境造成的污染问题，而且改善了钒酸盐钝化液稳定性较差的问题，同时又保证了钝化膜的耐蚀性。

本发明选择上述组分及范围的原因是：

硫酸氧钒：本发明选择四价钒离子作为钝化液的组分，一方面是由于四价钒离子在水中的存在形式单一，保证钝化液成分的可控性，另一方面，四价钒离子替代现有技术中的五价钒离子、铬酸盐，提高钝化液的成膜性，有利于保护生态环境；四价钒离子多于上述范围，会使得钝化液的成本增加，且钝化膜容易开裂，防护性能降低，如果四价钒离子小于上述范围，则会影响钝化液的防护性能；

氟钛酸铵：本发明选择添加氟钛酸铵，是因为氟钛酸盐电离出的氟离子对铝合金表面有活化作用，从而降低了钝化液的工作温度，并且钛酸盐对提高钝化膜的耐蚀性有较大帮助；如果氟钛酸铵的含量超过上述范围，则氟离子的含量增多，腐蚀性提高，会对设备造成影响，同时，钛离子的含量多，则钝化液的成膜快，所成的膜缺陷增加，影响钝化液的防护性能；如果氟钛酸铵的含量低于上述范围，则所制备的钝化液膜比较薄，防护性能下降；