本發(fā)明涉及金屬材料的表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種鋁合金鈍化試劑及鈍化工藝。

背景技術(shù)：

鋁合金因其比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好、色澤美觀、無磁性、塑性好、無低溫脆性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械裝備、家電、建筑等領(lǐng)域。其用量僅次于鋼鐵，是工業(yè)領(lǐng)域中用量第二的金屬材料。但鋁合金化學(xué)性質(zhì)較為活潑，在大氣環(huán)境中，其表面容易形成一層極薄的氧化膜(其厚度通常為幾個(gè)納米)，對(duì)基體具有一定的防護(hù)作用。但該自然氧化膜太薄，易于破損，在潮濕的大氣中，特別在含有Cl﹣的環(huán)境中，非常容易發(fā)生腐蝕。自然條件下，鋁及其合金的腐蝕通常為局部腐蝕，主要表現(xiàn)為：點(diǎn)腐蝕、電偶腐蝕、絲狀腐蝕、層狀腐蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕。局部腐蝕隱蔽性強(qiáng)、難控制、破壞迅速，很容易造成災(zāi)難性事故，因此，為擴(kuò)大鋁合金應(yīng)用范圍，延長其使用壽命，鋁及其合金在使用前要經(jīng)過必要的表面處理。

鈍化處理是鋁合金等金屬材料常用的表面處理技術(shù)。鉻酸鹽鈍化因其所獲鈍化膜耐蝕性優(yōu)良、成本低廉、操作方便而得到廣泛的應(yīng)用。雖然鉻酸鹽處理技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是鉻酸鹽鈍化處理液中含有對(duì)人體及環(huán)境有害的六價(jià)鉻，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，六價(jià)鉻化合物在體內(nèi)具有致癌作用。六價(jià)鉻還會(huì)引起諸多的其他健康問題，如吸入某些較高濃度的六價(jià)鉻化合物會(huì)引起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢、鼻出血、潰瘍和鼻中隔穿孔。短期大劑量的接觸，在接觸部位會(huì)產(chǎn)生不良后果，包括潰瘍、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。攝入超大劑量的鉻會(huì)導(dǎo)致腎臟和肝臟的損傷、惡心、胃腸道刺激、胃潰瘍、痙攣甚至死亡。皮膚接觸會(huì)造成潰瘍或過敏反應(yīng)（六價(jià)鉻是最易導(dǎo)致過敏的金屬之一，僅次于鎳）。據(jù)實(shí)驗(yàn)研究表明，大劑量飼喂小鼠，六價(jià)鉻會(huì)對(duì)小鼠的繁殖產(chǎn)生影響，造成每窩仔鼠的數(shù)量減少和胎鼠體重下降。

由于對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重傷害，歐盟、美國等國家已經(jīng)對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行了嚴(yán)格限制，歐盟頒布的 RoHS 和WEEE法規(guī)明令禁止或限制涉及六價(jià)鉻工藝的使用，鉻酸鹽工藝將逐步退出應(yīng)用領(lǐng)域。鑒于上述原因，因此研究和開發(fā)一種無毒或者低毒的鈍化液以替代鉻酸鹽鈍化工藝已成該領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一種鋁合金鈍化試劑，鈍化效果好，且對(duì)環(huán)境無污染。

本發(fā)明公開的鋁合金鈍化試劑所采用的技術(shù)方案是：一種鋁合金鈍化試劑，包括過硫酸銨、絡(luò)合劑、促進(jìn)劑和PH調(diào)節(jié)劑, 其中，所述過硫酸銨的含量為10-20g/L，所述絡(luò)合劑的含量為0.5-1g/L，所述促進(jìn)劑的含量為3-6g/L。

作為優(yōu)選方案，所述絡(luò)合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種。

作為優(yōu)選方案，所述促進(jìn)劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質(zhì)量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質(zhì)量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質(zhì)量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質(zhì)量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質(zhì)量百分比為20-25%。

作為優(yōu)選方案，所述PH調(diào)節(jié)劑為1:1氨水。

本發(fā)明公開的鋁合金鈍化試劑的有益效果是：鈍化效果好，且對(duì)環(huán)境無污染。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋁合金鈍化工藝。

本發(fā)明公開的鋁合金鈍化工藝所采用的技術(shù)方案是:

一種鋁合金鈍化工藝，包括以下步驟：

S1采用溫度為60-70℃的除油試劑對(duì)鋁合金表面除油；

S2水洗；

S3使用60-70℃的微腐蝕試劑對(duì)鋁合金表面進(jìn)行微腐蝕，時(shí)間為30-60秒；

S4水洗；

S5洗白，將鋁合金基材放入常溫下的洗白試劑中浸泡1-3分鐘；

S6水洗；

S7將經(jīng)步驟S6水洗后的鋁合金基材放入權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋁合金鈍化試劑中，在常溫狀態(tài)下浸泡1-3分鐘；

S8水洗；

S9烘烤。

作為優(yōu)選方案，步驟S1中的除油試劑為碳酸鈉、三聚磷酸鈉、無水偏硅酸鈉、十二烷基硫酸鈉、硫脲和水的混合液，所述碳酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%，所述三聚磷酸鈉的質(zhì)量百分比為0.3-0.5%，所述無水偏硅酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.2%，所述十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量百分比為0.6-0.8%，所述硫脲的質(zhì)量百分比為0.1-0.2%。

作為優(yōu)選方案，步驟S3中的微腐蝕試劑為氫氧化鈉、無水偏硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、磷酸二氫鈉和水的混合液，所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為1.0-1.2%，所述無水偏硅酸鈉的質(zhì)量百分比為0.2-0.3%，所述葡萄糖酸鈉的質(zhì)量百分比為1.2-1.5%，所述磷酸二氫鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%。

作為優(yōu)選方案，步驟S5中的洗白試劑為過氧化氫、氟化氫銨、硝酸、檸檬酸和水的混合液，所述過氧化氫的質(zhì)量百分比為10-12%，所述氟化氫銨的質(zhì)量百分比為30-35%所述硝酸的濃度為65%，其質(zhì)量百分比為0.05-0.1%，所述檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%。

本發(fā)明公開的鋁合金鈍化工藝的有益效果是：工藝簡單、鈍化效果好，環(huán)保、對(duì)環(huán)境無污染。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入10g過硫酸銨、0.5g絡(luò)合劑以及3g促進(jìn)劑，充分?jǐn)嚢枞芙?，加入適量的水以及1：1氨水，調(diào)節(jié)PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡(luò)合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進(jìn)劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質(zhì)量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質(zhì)量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質(zhì)量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質(zhì)量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質(zhì)量百分比為20-25%。

實(shí)施例二：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入15g過硫酸銨、1g絡(luò)合劑以及3g促進(jìn)劑，充分?jǐn)嚢枞芙?，加入適量的水以及1：1氨水，調(diào)節(jié)PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡(luò)合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進(jìn)劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質(zhì)量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質(zhì)量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質(zhì)量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質(zhì)量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質(zhì)量百分比為20-25%。

實(shí)施例三：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入20g過硫酸銨、0.5g絡(luò)合劑以及6g促進(jìn)劑，充分?jǐn)嚢枞芙?，加入適量的水以及1：1氨水，調(diào)節(jié)PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡(luò)合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進(jìn)劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質(zhì)量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質(zhì)量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質(zhì)量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質(zhì)量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質(zhì)量百分比為20-25%。

實(shí)施例四：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入20g過硫酸銨、1g絡(luò)合劑以及6g促進(jìn)劑，充分?jǐn)嚢枞芙猓尤脒m量的水以及1：1氨水，調(diào)節(jié)PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡(luò)合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進(jìn)劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質(zhì)量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質(zhì)量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質(zhì)量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質(zhì)量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質(zhì)量百分比為20-25%。

取一段6063鋁合金，裁切成四段30mm*30mm*4mm的試樣，并在試樣一端打孔便于懸掛，將裁切好的鋁合金試樣進(jìn)行打磨，采用不同粒度砂紙由低到高（500#-1000#-1500#）逐級(jí)打磨，將上述四段試樣采用以下鈍化工藝分別在實(shí)施例一、實(shí)施例二、實(shí)施例三和實(shí)施例四制備的鋁合金鈍化試劑中鈍化。

一種鋁合金鈍化工藝，包括以下步驟：S1采用溫度為60-70℃的碳酸鈉、三聚磷酸鈉、無水偏硅酸鈉、十二烷基硫酸鈉和硫脲的水溶液對(duì)鋁合金表面除油，其中所述碳酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%，所述三聚磷酸鈉的質(zhì)量百分比為0.3-0.5%，所述無水偏硅酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.2%，所述十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量百分比為0.6-0.8%，所述硫脲的質(zhì)量百分比為0.1-0.2%；

S2水洗；

S3使用60-70℃的氫氧化鈉、無水偏硅酸鈉、葡萄糖酸鈉和磷酸二氫鈉的水溶液對(duì)鋁合金表面進(jìn)行微腐蝕，時(shí)間為30-60秒，其中所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為1.0-1.2%，所述無水偏硅酸鈉的質(zhì)量百分比為0.2-0.3%，所述葡萄糖酸鈉的質(zhì)量百分比為1.2-1.5%，所述磷酸二氫鈉的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%；

S4水洗；

S5洗白，將鋁合金基材放入常溫下的過氧化氫、氟化氫銨、硝酸、檸檬酸的水溶液中浸泡1-3分鐘，其中，所述過氧化氫的質(zhì)量百分比為10-12%，所述氟化氫銨的質(zhì)量百分比為30-35%，所述硝酸的濃度為65%，其質(zhì)量百分比為0.05-0.1%，所述檸檬酸的質(zhì)量百分比為0.1-0.3%；

S6水洗；

S7將經(jīng)步驟S6水洗后的鋁合金基材放入鋁合金鈍化試劑中，在常溫狀態(tài)下浸泡1-3分鐘；

S8水洗；

S9烘烤。

對(duì)實(shí)施例1-4組進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)條件如表1所示：

經(jīng)過72h鹽霧測(cè)試，結(jié)果如表2所示：

經(jīng)過上述實(shí)施例制成的鋁合金，能通過中性鹽霧試驗(yàn)72小時(shí)，通過破壞實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加濃度或提高溫度，對(duì)鋁合金皮膜耐腐蝕有所提高。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。