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铝或铝合金三价铬化学转化膜的制备方法

     铝及铝合金的表面天然氧化膜为5mm左右,由于厚度较薄,容易磨损、擦伤,耐腐蚀性较差,如果暴露在室外、海边等腐蚀性严重的环境中,表面会很快生成一层铝锈。为了提高铝及铝合金表面氧化膜的抗腐蚀性,需要对铝及铝合金表面进行人工处理,增加氧化膜的厚度。目前,应用较广的主要是化学转化膜及阳极氧化处理。化学转化膜与阳极氧化相比,具有操作简单,成本低,耗能少,成膜时间短,对基体材质要求低,对铝及铝合金疲劳性能影响较小,适用于复杂零件如细长管、点焊件及铆接件等表面处理的多种优点。

    传统上,采用六价铬为主要成份对铝及铝合金表面进行铬化学转化膜处理,但六价铬具有很强的毒性,因此遭到各国环保法规,如欧盟的RoHS法规等的禁止或限制。为了取代六价铬转化膜,已有一些相关的研究,如铈化学转化膜(铝合金上铈氧化膜形成的电化学研究。材料保护,1995,28(3):1~3)、无铬化学转化膜(铝合金表面无铬化学转化膜的研究,材料保护,2005,34(6):38~39)等,但铈化学转化膜不但耐腐蚀性能不好,且这种膜无色透明不便于识别,无铬化学转化膜的耐腐蚀性能仍然较差,只能耐35%的NaC1盐水浸泡3天,这仍然达不到人们对铝合金表面耐腐蚀性的要求。

    由中南大学余会成;陈白珍;徐徽;杨喜云;石西昌发明设计的一种铝或铝合金三价铬化学转化膜的制备方法:将铝或铝合金工件在50~100g/L氢氧化钠水溶液中活化1~2分钟,活化反应温度为5~30℃;用去离子水清洗;将清洗后的工件放入可溶性三价铬盐及磷酸混合水溶液中铬化6~10分钟,三价铬离子浓度为1~20g/L,磷酸浓度为1~25g/L,用稀氢氧化钠或稀硫酸调整反应体系pH值至1.6~4.0,铬化温度为10~60℃。本发明解决了现有技术中六价铬毒性大的缺点,工艺过程和产物达到环保要求,所制得的三价铬化学转化膜与六价铬化学转化膜的品质相同。

    与现在的技术相比,本发明具有如下的技术优点和效果:

    1、本发明以低毒的三价铬化物为原料对铝及铝合金表面进行化学转化膜处理,解决了原以六价铬为主要成分的铝及铝合金表面转化膜工艺过程毒性大的缺点,工艺过程及产品符合环保要求,如符合欧盟环保法规的RoHS要求;

    2、本发明的三价铬化学转化膜的防腐性能与六价铬化学转化膜的基本相同,膜呈淡绿色或绿色,在3.5%的NaCl盐水中浸泡10天以上不生铝锈;

    3、本发明工艺简单易行,成膜时间短,成本低,对铝及铝合金疲劳性能影响小,对基体材质要求低,不受基体材质的影响。

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