[发明专利]包括酸洗和转化处理的铝(特别是铸造铝合金)的两级预处理

说明书

本发明涉及一种由铝制成的组件——特别是铸造件(例如车辆轮缘)——的防腐蚀处理的方法，该方法包括预处理阶段和后续的涂覆。预处理阶段又包括基于含有元素Ti的水溶性化合物和至少一种α‑羟基羧酸的硫酸水溶液的酸洗，该酸洗在基于含有元素Zr和/或Ti的水溶性化合物的酸性水溶液的酸性转化处理的上游实施。

本发明涉及一种由铝制成的组件——特别是铸造件(例如车辆轮缘)——的防腐蚀处理的方法，该方法包括预处理阶段和后续的涂覆。预处理阶段又包括基于含有元素Ti的水溶性化合物和至少一种多元α-羟基羧酸以及氟化物离子源的不含磷酸盐的硫酸水溶液的酸洗，该酸洗在基于含有元素Zr和/或Ti的水溶性化合物的酸性水溶液的转化处理的上游。

现有技术公开了大量由铝(特别是铝铸件)制成的组件的用于赋予防腐蚀保护和作为涂覆底漆的预处理方法，该方法基于多个连续的湿法化学方法步骤。通常，首先对组件进行清洁工艺，该清洁工艺包含表面活性物质和酸洗物质的组合，两者都用于去除源自上游制造阶段的表面污染物(例如脱模剂)，以及用于形成可再现的组件表面，这对于施加均匀的粘合促进转化层是必要的。取决于清洁的类型，可能需要额外的中间方法步骤以获得被最佳地调理(condition)用于转化层形成的基材表面。WO 2003/097899 A2例如公开了一种用于铝车轮的转化处理的方法，其中以在碱性清洁和转化层形成之间基于酸性组合物进行酸洗工艺的方式进行另外的湿法化学步骤，该湿法化学步骤用于去除在清洁后剩余的碱性残余物和氧化物层。仅以这种方式被清洁和“酸洗”的组件具有几乎金属的表面，并且因此被最佳地调理以用于后续的转化层形成。

国际公布文本WO 00/68458 A1还提出了实现可能用于由铝制成的组件的防腐蚀预处理的最有效的方法顺序的问题。这篇文献公开了一种由酸洗、冲洗和基于元素Zr和/或Ti的酸性转化处理组成的三级方法，其中在酸洗和转化处理之间的冲洗优选地由几个冲洗步骤组成；在该冲洗步骤内，冲洗水以与组件的输送方向相反的类似级联(cascade-like)方式被引导。

从WO 94/28193 A1中还已知，如果酸洗已经包括选自元素Zr和/或Ti的水溶性化合物的钝化活性组分，则可以实现在清洁和酸洗之后产生的铝表面的保持(preservation)以用于后续的永久防腐蚀预处理。此外，多羟基羧酸(例如葡萄糖酸)、或者基于丙烯酸酯或衍生化的乙烯基苯酚的聚合物任选作为酸洗液中的活性组分。根据WO 94/28193 A1实现的钝化旨在保护表面不受部分氧化直到施加永久的防腐蚀预处理，并旨在保持铝表面的基本上均匀的化学条件。以这种方式处理的半成品可以经受进一步的组件制作(例如无屑加工、焊接或再成形)直到施加永久的防腐蚀保护，而没有对随后立即施加的永久防腐蚀保护产生负面影响的任何风险。

酸洗不仅涉及去除氧化物层，而且通常还包括酸洗由铝本身制成的组件。这常常是期望的并且是必要的，以便为后续的防腐蚀转化涂覆提供均匀的、可再现的金属表面。然而，这导致酸洗液中铝盐累积的问题。高铝负荷是微溶性盐沉淀的原因，特别是在基于元素Zr和/或Ti的并且包含在酸洗液中的钝化活性组分的存在下。在预处理阶段的连续操作中，沉淀物导致淤渣形成和水垢，其必须更频繁地在涂覆系统的活动部件(例如用于喷涂施用的阀或输送架(transport rack))上被去除。因此，需要定期维护系统，这在系统的操作期间不能执行并且通常需要更换整个浴槽体积(bath volume)，以致于使得浴槽寿命(bathlife)也显著降低。

现在本发明提出的问题是向用于由铝及其合金制成的组件(特别是铸件)的涂覆系统的操作员提供预处理阶段，该预处理阶段建立在酸洗、然后是基于元素Zr和/或Ti的无铬转化处理的确定的工艺顺序上；其中，在这种系统的连续操作中，浴槽寿命和维护间隔与现有技术相比增加，并且理想地，不必由于淤渣形成而为涂覆系统的预处理阶段提供服务。然而，同时，不可缺少的是，任何适合于避免淤渣形成的措施同时对在这种涂覆系统中被预处理的组件的防腐蚀保护和涂层附着性没有产生负面影响。