铝及铝合金无铬表面处理技术研究进展

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1、铝及铝合金无铬表面处理技术研究进展来源:电镀与涂饰(2010-05-28)    分类：[技术文摘]   关键字：作者：纪红*，朱祖芳  （北京有色金属研究总院，北京 100088）摘 要：综述了铝及铝合金无铬表面处理技术，包括锆钛类处理、硅烷处理、稀土转化膜、高锰酸盐转化膜、钴盐转化膜、锂盐转化膜、有机酸转化膜等。目前在实践中获得应用的有锆钛转化处理和硅烷处理，但尚无一种无铬处理工艺能够完全代替铬酸盐处理工艺。关键词：铝及铝合金；表面处理；化学转化膜；耐蚀性能中图分类号：TG178                               文献

2、标志码：A文章编号：1004–227X(2009)06–0034–04Researchprogressofchromate-freesurfacetreatmenttechnologyonaluminumanditsalloys//JIHong*,ZHUZu-fangAbstract:Thechromate-freesurfacetreatmenttechnologiesforaluminumanditsalloysincludingZr/Titreatment,silanetreatment,rareearthconversioncoatings

3、,permanganateconversioncoatings,cobaltsaltconversioncoatings,lithiumsaltconversioncoatingsandorganicacidconversioncoatingswerereviewed.TheZr/Titreatmentandsilanetreatmenthavebeenusedinpractice.However,thereisnotanon-chromateconversioncoatingthatcantotallyreplacethechromateconv

4、ersioncoating.Keywords:aluminumanditsalloy;surfacetreatment;chemicalconversioncoating;corrosionresistanceFirst-author’saddress:BeijingGeneralResearchInstituteforNon-ferrousMetals,Beijing100088,China1   前言由于铝的标准电极电位较负，在使用过程中易发生腐蚀，须经表面处理后才能使用。我国现今通用的处理方法是采用铬酸盐处理，但由于其中含有六价铬，其使用越来

5、越受到严格限制。因此，环境友好的新型无铬表面处理技术越来越受到人们的关注。·无铬表面处理技术2.1  锆钛类处理锆钛处理体系从20世纪80年代开始发展，是目前为数不多的得到工业化应用的工艺之一。它最早用于易拉罐的表面处理，后来逐渐扩展到汽车、电子、航空、建筑型材等行业。这种工艺的处理液主要由含钛、锆、铪的金属盐，氟化物，硝酸盐和有机添加剂组成，通过浸渍、喷淋的方式形成转化膜。膜层主要是由锆钛盐、铝的氧化物、铝的氟化物及锆钛的配合物等组成的混合夹杂物。其优点在于工艺操作简单，所获得的膜层与有机聚合物的结合力强[1-3]。日本Parker公司研制的一个

6、典型配方是：磷酸盐0.04g/L，钛0.05g/L，氟离子0.4g/L，单宁酸0.2g/L，pH4.9。30~60°C下喷淋或浸渍5~6s即可获得转化膜[2]。郭瑞光等[3]的研究表明，钛酸盐化学转化膜拥有许多与铬酸盐化学转化膜相同的性质，如稳定、牢固、自愈性良好，能够有效防止铝合金的腐蚀等。钛酸盐转化膜能起到保护作用是基于它抑制了铝合金表面阳极反应的发生和提高了点蚀电位。汉高公司从20世纪70年代起就已经开发了无铬转化处理技术，当时以氟锆酸、硝酸和硼酸为基础配方；80年代又开发了磷酸锆和磷酸钛配方，被广泛应用于易拉罐表面钝化。其无铬钝化产品Alo

7、dine(阿洛丁)5200的处理时间为5~120s，温度20~30°C，处理液pH为3.0~3.6，所获得的涂层由30%~40%的锆(钛)盐、25%~35%的铝的氧化物、5%~15%的铝的氟化物和2%~30%的有机聚合物组成。其特点是：无重金属，降低了污水处理的成本，减少了重金属对环境的污染，改善了操作工人的作业环境；基于锆盐和钛盐以及聚合物等，取代了重金属钝化膜；室温处理，节约能源；钝化时间短，提高了生产效率；既可用于喷淋也可用于浸渍；为有机涂层提供了极好的基底[4]。锆钛体系目前在铝罐、室内散热器和铝轮毂等方面已获得了应用，但其耐蚀性能仍低于铬

8、酸盐膜，而且经此工艺处理后的转化膜没有颜色，给工业生产带来了一定的困难，因而在高耐候性和高耐蚀性要求的产品上还很少应用。2