铝及铝合金环保型化学转化膜工艺研究

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1、1前言铝及铝合金环保型化学转化膜工艺研究王菊荣，王培蕾，邹莎(武汉材料保护研究所转化膜事业部，湖北武汉430030)在铝及铝合金表面处理行业，众所周知，化学转化处理占有重要的地位，应用很广，并且铬化处理及铬一磷化处理(即六价铬工艺)在我国至今仍然主导着市场。因为六价铬的严重危害，寻求其替代工艺是我们长期以来所追求的目标。六价铬工艺首先遭遇的问题是用于食品包装的铝灌的处理。据国外报道，20世纪90年代中期欧洲铝罐已经全部采用了无铬转化处理。现在有害物的使用受到了更多方面的严格限制或禁止，美国(OSHA)和欧N(ELV、WEEE、ROHS)等几项法令、法规已相继颁布实施，我国信息产业

2、部等七部门联合制定的《电子信息产品污染控制管理办法》也已于2007年3月1日起实行，对于六种有毒、有害物质的使用同样将会受到严格的限制或禁止。研究六价铬的替代工艺成为越米越迫切的任务，过去的几十年米，其研究和生产应用取得了很大的进展。氟锆(或钛)络合物体系的转化膜工艺已经获得了生产应用，是一种较为成功的替代工艺。三价铬转化膜耐蚀性强，可以用于各种不同性能要求的铝件表面，已有国外产品进入我国市场。本项目对铝合金三价铬转化膜处理工艺进行了试验研究，并对在不同铝合金表面获得的转化膜进行了耐蚀性试验，试验表明，所获得的三价铬转化膜工艺有希望真正成为六价铬的替代工艺而得到广泛应用。2试验2

3、．1试验材料工艺研究主要采用6063铝合金型材作试样，也对应用较多的LYI2铝合金，铸造铝合金进行处理作耐蚀性试验。2．2转化膜处理工艺经过试验筛选，采用三价铬盐、氟化物、络合剂等按一定比例配制成化学转化处理浓缩液ZHM--0610，并确定了PH值、温度、时间等参数的取值范围，工艺条件如下：ZHM—061020％PH值3．1～3．4温度25---35℃时间3～6分2．3工艺流程酸性脱脂一碱腐蚀一出光一活化一化学转化处理2．4试验结果在以上工艺范围内进行转化膜处理，铝合金表面生成一淡蓝色膜。膜层按照GB／T10125．1997对膜层进行中性盐雾试验检验其耐蚀性，下面是将几种不同材质

4、的部分试样经过盐雾试验后的照片。·--——184·-———铝及铝合金环保型化学转化膜工艺研究圈图3LYl2铝台金处理后盐雾试验35l小时185铝及铝合金环保型化学转化膜工艺研究图4铸造铝台金处理后盐雾试验168小时铝厦锅台金环保型化学转化睦工艺研究图7a腐蚀试验前}◆从上面的目片i¨见，对丁一般的锅台金(如6063)羽犒铜的2024锅台金，ZHM--0610三价铬处理．能够获得耐蚀性报打的转化膜．对1。铸造俐台盎．则不同柑料会有不同的结果t并且差距很大．只有根据不同使I}{要求选扦台适的材料，才能获得比较满意的效果。总之，高硅、高杂质含量的铸造铝件膜层耐蚀性茬。3影响因素及讨论3

5、1PH值对成膜过程的影响在成J艇过程中，PH位是个揪被膳的指扣、．近代的PH范嗣力31～34，超出范厨就容易出现成铝及铝合金环保型化学转化膜工艺研究膜不均匀，或膜层发黄等现象，应使用PH计准确测量PH，将其控制在工艺范围内。用5％的硫酸溶液或l％的氢氧化钠溶液来调节PH值3．2温度和处理时间不同温度下成膜速度不同，25"C以下成膜比较困难，28"C'--40"C比较适宜。较低温度宜采用稍长的处理时间，一般为3～5分钟，过长的处理时间会使膜层从局部到大面积发黄，对膜层性能无益。3．3前处理前处理对成膜影响较大，对碱腐蚀应与特别重视，并在碱腐蚀后进行活化处理，工件进行前处理后不要放置

6、等待，应直接进行成膜处理，这样有利于形成外观均匀的膜层。3．4发花问题膜层外观不均、发花是本工艺中一个比较常见的现象，对于作为底层的膜层来说，发花就不是问题了，因为发花并不影响膜层耐蚀性，但单独作为保护层时就有必要控制膜层外观的均匀一致，首先要求用纯水配槽，将槽液PH值控制在工艺范围内，其次是注意控制好前处理工序。5结论5．1本项试验研究所获得的三价铬化学处理工艺能够获得性能良好的化学转化膜，成为具有实用价值的六价铬替代工艺。5。2与六价铬工艺相比，膜层性能基本相当，工艺控制较为严格。5．3本工艺的最大意义在于健康环保，可用于出口产品使之合乎国际社会的安全环保要求，也有利于促进国

7、内表面处理行业的无害化生产。·—---188··-—-