铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展_訾赟
铝合金无铬化学氧化研究进展
盐膜相 比 ，这种膜 的最大优点是干燥 温度超过 ６ ￣ 和长期存 ５Ｃ
放不会降低其防护性 。 高锰酸钾氧化膜和铬酸盐氧化膜对漆膜 下丝（ 纤维 ） 状腐蚀 的防护性能完全 一样 。
防止铝合金被腐蚀 。这层膜具有 自修复能力 ， 当膜的表面出现
比。对 于含铜高 ， 且不涂装的铝合 金 ， 为得到最好 的防护性膜 ，
可工艺 ， ５ 与铬酸
体的作 用 ， 这使铝合金耐蚀 性很差 ， 因此要 对铝合金制 品进行 表面处理以获得 防蚀膜层来有效提高其 防腐蚀能力 ， 表面处理 方法有 阳极 氧化 、 学氧化、 化 电镀和微弧氧化 等。 现有 的铝合金
腐蚀 电位 的变化 ， 结果表 明： 这种膜对铝合金有一定 的防护性。
３ 稀 土金属 盐氧化 法
铝合金 的表面稀土化学转化膜处理 主要是 以铈盐为主 ， 由 于稀 土处理工艺无铬无毒 ， 处理后 的溶 液可直接排 放 ， 已成为
性 。葛圣松等圈 ＫＭｎ 在 Ｏ 溶液 中生成 了黑色无铬转化膜 ， 其溶 液 中 Ｋ Ｏ 的浓度为 ６ ／ ， Ｍｎ ｇＬ 经过 两次氧 化 ， 铝合金 的耐 蚀性 能得到提高 ， 膜层 主要 由 Ａ ： ， １ 和锰的各种氧化 物组 成。一般 ０ 来说 ， 高锰酸盐对铝及合金 不但不是一种 良好 的缓 蚀剂 ， 而且 能加速腐蚀。但铝及其合金在 Ｋ Ｏ 溶液 中经适当处理可形成 Ｍｎ 良好的防护膜 ，其工艺包括 ：连续在溴酸钠 、蒸馏水 、 （ ０ ） Ｎ ，，
损伤时 ，膜层表面上的铬离子会流 向裂纹处对其进行修复 ， 防
２ 钼 酸盐 氧化 法
第五方等０ 铝合金浸渍在 钼酸铵溶 液中 ， 将 在铝合金表 面 生成了金黄色的钼酸盐转化膜。与铬酸盐 、 磷酸盐等的转化膜 相 比， 钼酸盐转化膜 的防护性能较差 ， 若与其它无机盐配合 ， 所 得 的转化膜 的耐蚀性会有所提 高。 陈东初等睬 用 钼酸盐 、 高锰 酸盐作 为成膜氧化剂 ， 研究 了铝合金无 铬化学转 化膜 的处理溶 液， 制备 出了性能优 良的钼酸盐转化 膜 ， 出了钼酸盐化学转 提 化膜成膜机理 。Ｈｉｔｎ等 ｎｏ 测试 了铝合金 在 ０ １ ｌ ． ｍｏ／ ０ Ｌ钼酸盐
解析金属防腐无铬化的研究进展
是保证工程质量的前提 ， 将质量 隐患消灭 于萌芽阶段； ⑤坚持质 ２ ． ５ 完 善人力 资源管 理 量管理标准不放松 ， 一切都必须 以国家的相关规定、 文件等 为依 完善的人力资源 管理 ， 不仅能够使企业 的人才配 置实现做大 据， 坚持科学 、 公正 、 守法 的职业操守。 化， 还 能够 为 企 业 源 源 不 断 的培 养 具 有 潜 力 的人 才 ， 同时 ， 还 能
程控制管理， 以便 实 现 企业 的最 优 化 的 经济 效 益 。具 体 的加 强 工 能够将整个项 目的工作人员实现最佳 的配置 ，并能保证整个 的 程成本管理需要我 们做到 以下几个方面 ：认真落 实施工项 目责 项 目人员发挥最大的能量。实现人力资源管理首要 的原则就是 任成本 并制定成本控制计划方案 ， 在具体的实施过程 中， 还要将 坚持 “ 以人 为 本 ” 的管 理 理 念 ， 并 结合 现 代 高 效 的 绩 效 管 理 制 度 ，
关键词 ： 金属 ； 防腐 ； 无铬 化 ； 研 究进 步 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｇ １ ７ ４ ． ４ ４ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ３ ６ ８ － ０ ２
金属现 已成为我 国社会发展必不可少 的资源之一，人们的生 在 以下 几个 无 机 物 上 ： 产与生活与金属 的关系 日益密切， 应用范围非常广泛 。但是， 金属 １ ． １ 钼酸 盐 物 质 如 果单 纯性 的 处在 空气 中的话 ，会受 到 空气 中水和 温 度 的影 由于钼和铬都是Ⅵ家族的成员， 因而在很多方面都存在着相 响， 从而发生被腐蚀 的现象， 如果所处的环境更为潮湿的话， 被腐 似 性 。钼酸 盐 不 仅 被 应用 到 钢 铁 的 防腐 中 ， 而 且 还 被 应 用 到有 色 蚀的程度会更加严重， 因而必须进行金属防腐的处理， 用来增强金 金 属 的 防腐 处 理 中， 而 钼 酸 盐 被 应 用 到 金 属 的 防腐 处 理 中 ， 通 常 属物质 的抗腐蚀能力。 现阶段 ， 金属的防腐主要是通过富锌 防腐和 情 况 下 都 是 通 过 阴 、 阳 两 极 极 化 处 理 以及 化 学 浸 泡 等 形 式 实 现 铬酸盐防腐两种防腐方式实现 的，也就是在金属表面涂层 防腐涂 的。而英 国的一所大学对钼酸盐在防腐过程 中电化学 的特性进 料， 对 金 属进 行 钝化 的处 理 。在两 种 防腐 方 式 中 ， 富锌 防腐 对 金 属 行 了研究 ， 并对金 属锌 的表面进行化学浸泡 ， 从而得 出了金属锌 有很严的要求， 因而它的适用范围较小一些； 铬酸防腐的工艺较为 表 层的黑色膜具有 良好 的抗腐蚀性 ， 浸泡 的时间越 长， 膜层 的数 简单 ， 需要 的资金投入 少， 实用性较强 ， 但是大多数的铬都属于有 量也在不断增加。当 电位 和时间曲线处在一个平衡值时， 这时的 毒的， 引出目前我国的金属防腐向着无铬化的方 向发展 ， 但 是仍然 电位 值 就会 减 小 。 没有 寻 找 出可 以替 代 铬元 素 的物 质存 在 。 １ ． 活动在有效地成本监督下实施 。
铝合金无铬无污染处理技术
铝合金表面环保节能无铬转化处理技术1）、市场需求a). 为满足工业的不同要求，金属表面需要进行装饰和保护性处理。
铬酸盐化学转化处理技术是一种拥有百年历史的传统金属表面处理技术，广泛应用于航天航空、电子、汽车、制药、印刷、机械、化工、食品加工等工业领域的多种金属及合金的保护。
但由于铬酸盐的致癌性，欧洲联盟通过了自2006年7月1日起，投放欧盟市场的电子电气产品不得含有六价铬等六种有毒有害物质的ROHS 指令，我国也于2007年3月1日起执行欧盟RoHS指令。
b)．我国2008年铝合金产量1500万吨（挤压铝1350万吨，铸铝150万吨），按其中约三份之一(另外三分之二为阳极氧化、电泳法处理)及铸铝全部采用化学转化处理技术处理（约500万吨）以及处理每吨铝合金产品价格5000~10000元计算，铝合金表面化学转化处理技术市场产值在250~500亿元之间，利润达50~100亿元（按20%计）。
2）、技术水平铝合金表面环保节能无铬转化处理技术由西安建筑科技大学郭瑞光教授在国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研启动基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、中国人民解放军总装备部、陕西省科技厅、陕西省教育厅和西安市科技局的支持下，历时十年自主创新研发成功的拥有自主知识产权铝合金表面无铬转化处理技术，目前在产品、技术性能和经济指标等许多方面达到国际国内领先水平。
中国发明专利：ZL7,ZL6.3,ZL5.2,9.3。
3）、技术特点a）绿色环保、通用性好：处理过程不使用六价铬，经SGS检测，产品符合RoHS指令，既适用于一般铝合金，又适用于硬铝和铸造铝合金；b）工艺简单、经济高效：酸洗、转化两步工艺，常温几分钟转化处理，节能省时生产效率高、成本低；c）产品性能稳定：唯一生产控制指标为pH，生产操作控制容易，产品性能稳定，满足ASTM B921 2002 CL01标准。
二铝合金表面无铬转化处理国内外技术对比三铝合金表面铬酸盐转化膜处理替代技术介绍1）、技术背景为满足工业的不同要求和延长其使用寿命，金属表面往往需要进行装饰和保护性处理。
铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展_訾赟
文章编号:1001-3849(2010)06-0026-05铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展訾赟,安成强,郝建军(沈阳理工大学环境与化学工程学院,沈阳110168)摘要:研究和开发实用性强、环境友好型铝合金化学氧化工艺是未来发展的方向。
综述了国内外几种主要铝合金无铬化学氧化工艺的特点及发展现状,其中包括锆酸盐氧化、钛酸盐氧化、钼酸盐氧化、锂盐氧化、高锰酸盐氧化、稀土金属盐氧化及有机类氧化等工艺。
并对铝合金无铬化学氧化工艺的研究方向进行了展望。
关键词:铝合金;无铬;化学氧化中图分类号:TG174.45文献标识码:AResearch Progress of Chro mate-free Che m icalOxi dationTechnologies for A lu m i nu m A lloysZIY un,AN Cheng-qiang,HAO Jian-j u n(Schoo l of Env ironm ent and Che m ical Engineeri n g,Shenyang Ligong University,Shenyang110168, China)Abstract:Deve lopm ent o f better practicality and env ironm en tal friendly techno l o g ies is the research d irec-ti o n of chro m ate-free che m ical ox idati o n for alu m i n um a ll o ys.Character i s tics and deve l o pm ent stat u s o f severalm a i n chr o m ate-free che m ical ox ida ti o n processes for alu m i n um a ll o ys ho m e and abroad w ere re-v ie w ed.E m phasis is p laced on processes o f zirconate ox idati o n,titanate ox idati o n,m o l y bdenate ox i d a-ti o n,lith i u m salt ox i d ation,per m anganate ox i d ati o n,rare eart h sa lt ox idati o n and or ganic co m pound ox-i dation.And the direction o f i n vesti g ation on chro m ate-free che m i c al ox idati o n techno l o g i e s for a l u m inum alloys w as po i n ted ou.tK eyw ords:a l u m i n u m a ll o y;chr o m ate-free;che m ical ox i d ation引言铝合金材料是工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。
铝及铝合金无铬钝化的研究进展
ｔｏ
ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐ ｈｉｇｈｌｙ ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ ａｎｄ ｆｏｒ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｅ
ａｔ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｎｏｎ—ｃｈｒｏｍａｔｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｓｔａｔｕｓ
ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
摘要：
研究并开发实用性强、环境友好的铝及铝合金无铬钝化工艺是未来发展的趋势。综述了国内外铝及
铝合金无铬钝化体系的研究状况及其特点，为铝及铝合金无铬钝化的后续研究提供参考，并展望了未来的研
究方向。
关键词：
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
铝；铝合金；无铬；钝化
Ｉｔ ｉｓ
ａ
ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ
ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
参考文献
Ｌ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ
ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ
ａｎｄ ｐａｉｎｔｅｄ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ
ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ ［１３］
ＤＥＣＫ Ｐ
Ａｃｔａ，１９９７，４２（６）：９６９—９７８．
Ｄ，ＭＯＯＮ Ｍ，ＳＵＪＤＡＫ Ｒ Ｊ．ｅｔ ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ
１
铝及铝合金无铬钝化
１．１钛盐钝化 钛的性质与铬的非常相似，在几乎所有的自然 环境中都不腐蚀。其极好的抗腐蚀性源于在其表面 上所形成的连续稳定、结合牢固和具有保护性能的 氧化膜层。钛的高反应活性及与氧极强的亲和力使 得其表面暴露于空气或潮湿环境中能立即形成该氧 化膜。事实上，同铬酸盐氧化一样，只要环境中存在 微量的氧或水（潮气），由于钛与氧极强的亲和力，遭 到破坏的氧化钛膜就能够立即自我修复，从而提高 耐蚀性。 钛酸盐类化学氧化膜［４咱］将来有可能替代铬酸 盐类化学氧化膜。吕勇武等［７３用钛盐作为成膜主 盐，制备的转化膜的颜色为金黄色，用扫描电镜观察 到转化膜呈针叶状结构，且具有优良的耐蚀性。郭 瑞光等凹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。为了避免废水处 理，Ｄｅｃｋ等［９３介绍了非水洗钛盐处理方法，并分析
铝合金表面化学氧化工艺的研究进展
・１４・Ｎｏｖ．２００８ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇＶ０１．３０Ｎｏ．１１ＳｅｒｉａｌＮｏ．１８８文章编号：１００１—３８４９（２００８）１１．００１４．０５铝合金表面化学氧化工艺的研究进展韩哲，熊金平，左禹（北京化工大学材料科学与工程学院，北京１０００２９）摘要：综述了铝合金表面化学氧，ｔＥｒ－艺的特点及其发展现状。
介绍了有铬处理工艺是当前工业的主要处理方式，但鉴于环保的要求，无铬化学氧化法是化学氧化工艺的发展方向，并指出了目前的化学氧４Ｅ．．ｘ－艺存在的问题及解决对策。
关键词：铝合金；化学氧化工艺；无铬氧化中图分类号：ＴＧｌ７４．４５１文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｉｄａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｎＡｌｕｍｉｎｉｕｍＡｌｌｏｙｓＨＡＮＺｈｅ，ＸＩＯＮＧＪｉｎ—ｐｉｎｇ，ＺＵ０Ｙｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｒｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｃｈｅｍｉｃＭｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆａｌｕ—ｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｃｈｒｏｍａｔｉｎｇｗａｓｃｕｒｒｅｎｆｌｙｔｈｅｍａｉｎｍｅｔｈｏｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏ—ｔｅｃｔｉｏｎ，ｃｈｒｏｍｅ－ｆｒｅｅｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｄｂｅｃｏｍｅａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｃｕｒｒｅｎｔｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ；ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；ｃｈｒｏｍｅ—ｆｒｅｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ引言铝及其合金在国民经济各个领域的应用越来越广泛，尤其是对表面装饰性及耐蚀性提出了更高的要求。
无铬钝化
铝合金无铬钝化工艺及性能研究来自知网收藏引用作者訾赟摘要使用最广泛的铝合金钝化处理技术是铬酸盐钝化,但传统铬酸盐钝化膜仍存在着环境方面的不足,研制性能优良的无铬钝化膜具有重要的理论和实际意义。
本文主要研究了LY12铝合金表面的锆酸盐钝化工艺,通过单因素实验、正交优化等方法确定了锆酸盐钝化中高锰酸钾-氟锆酸钾钝化和双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺。
研究表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化的最佳工艺为:KMnO_4含量5.0g/L,K_2ZrF_6含量3.0g/L,pH值2.2,温度50℃,时间60s;双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺为:H_2O_2浓度45ml/L,K_2ZrF_6含量5.0g/L,pH值3.0,温度50℃,时间90s。
通过电化学性能测试和中性盐雾实验对锆酸盐钝化膜的耐蚀性进行研究,其结果表明双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性要比高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性有很大提高,双氧水-氟锆酸钾钝化膜显著提高了铝合金的抗腐蚀能力。
采用SEM、EDS对锆酸盐钝化膜进行分析,结果表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的膜层表面吸附着颗粒状的氧化物,并且有明显的凹陷存在,钝化膜由Al、O、Mn、Zr等元素组成。
双氧水-氟锆酸钾钝化膜的整个膜层表面都分布着不均匀的皲裂纹,整体类似于“干枯河床”状,同时还呈现出多孔的蜂窝结构,钝化膜由Al、O、Zr等元素组成。
通过电化学性能测试、中性盐雾实验和SEM表面形貌分析对不同的后处理工艺进行筛选,确定了氟-镍+沸水双重后处理工艺。
并与未经过后处理的钝化膜进行对比,结果表明钝化膜经过后处理可以有效地改善膜层的表面形貌,提高膜层的耐腐蚀性能。
将锆酸盐钝化膜与铬酸盐钝化膜进行氟-镍+沸水双重后处理,通过电化学性能测试和中性盐雾实验对不同钝化膜的耐蚀性进行对比研究,其结果表明锆酸盐钝化膜中的双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性优于高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性,与铬酸盐钝化膜的耐蚀性相接近。
铝合金无铬氧化工艺研究进展
铝合金无铬氧化工艺研究进展摘要：本文介绍了国内外研究的几种主要无铬钝化工艺，指出随着对环保要求的提高，用低毒性的钝化剂代替高毒性的六价铬酸盐的研究受到重视。
关键词：铝合金无铬化学氧化1、引言铝合金化学性质十分活泼,在碱性与酸性条件下容易发生腐蚀,必须经化学转化、阳极氧化、微弧氧化、化学镀和电镀等表面处理后,才能满足工业生产需求。
在众多的处理方法中,化学氧化处理因工艺简单,设备投资少,运行成本低而备受青睐。
近年来,铝合金表面无铬转化膜的研究与应用,已取得了一定的进展。
本p3、铝合金无铬氧化工艺3.1 锆酸盐系含锆溶液代替铬酸盐用于铝材表面的预处理已被确认。
锆基无铬钝化液主要含有H2ZrF6或K2ZrF6，提供Zr和F。
另外，常需加入少量的HF。
近来开发的锆基钝化液还包括一些高分子化合物。
研究人员发明了一种基于H2ZrF6的可自然干燥的无铬钝化液，研究出一种可阴极极化处理石墨和钛的锆基处理液，反应过程中，阴极极化促进Zr(OH)4沉淀在表面而后用升温的办法使其转化为ZrO2。
有学者在铝合金表面制备了锆盐转化膜。
通过盐雾试验、电化学试验、氧化膜微观结构与涂膜结合力测试，研究了锆盐转化膜的耐蚀性与漆膜的结合力,并与通用的铬酸盐转化膜和无铬转化膜进行对比。
结果表明:锆盐转化膜120h盐雾试验的耐蚀等级达8级，在3.5%NaCl溶液中铝合金的自腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度大大降低；转化膜层均匀多孔，含有Al，O，Zr和Mg元素，且与漆膜结合力良好。
3.2 钛酸盐系钛与铬性质非常相似，在几乎所有的自然环境中都不腐蚀。
其极好的腐蚀阻力源于在其表面上所形成的连续稳定、结合牢固和具有保护性能的氧化膜层。
钛的高反应活性以及与氧极强的亲和力使得其金属表面暴露于空气中或潮温环境中能立即形成氧化膜。
事实上，如同铬酸盐化学氧化膜一样，只要环境中微量的氧或水(潮气)存在，由于钛与氧极强的亲和力，遭到破坏的氧化钛膜就能够立即自我修复。
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前国内外研究的几种主要铝合金无铬化学氧化工艺 进行了综述 。
1 铝合金无铬化学氧 化
1.1 锆酸盐氧化
含锆溶液代替铬酸盐溶液用于铝基表面的预处 理已被人们所接受 , 尤其适合于铝合金件涂装前的 氧化处理 , 可增加涂层与基体的结合力 , 提高耐腐蚀 性能, 同时氧化膜本身也具有一定的防腐蚀能 力 [ 5] 。锆酸盐氧 化膜的耐腐蚀能力与 铬酸盐氧化 膜相 接近 [ 6] 。 含 锆 无铬 化 学 氧化 溶 液 主 要含 有 H2 ZrF6 , 由它提供锆 和氟 。 另 外 , 常 需加入 少量的 HF。近来开发的含锆溶液还包括一些高分子化合 物 。 Schram等 [ 7] 研究了铝表面 的锆基氧化膜的组 成和结构等 。 Deck等 [ 8] 发明了一种基于 H2 ZrF6 的 可自然干燥的无铬氧化液 。 韩哲等 [ 9] 在 LY12 铝合 金表面得到了以锆酸盐和高锰酸盐为主盐的金黄色 氧化膜 , 研究表明 , 该锆酸盐氧化膜具有良好的耐腐 蚀性能 。兵器第五九研究 所[ 5] 研制的 锆酸盐无铬 氧化液对铝合金轮毂镀膜表明 , 漆膜和铝基材的结 合力达一级 , 耐中性盐雾试验 500 h。
Abstract:Developmentofbetterpracticalityandenvironmentalfriendlytechnologiesistheresearchdirectionofchromate-freechemicaloxidationforaluminum alloys.Characteristicsanddevelopmentstatusof
目前, 这种处理工艺已经部分应用于工业生 产 [ 12] 。 1.2 钛酸盐氧化
钛与铬性质非常相似 , 在几乎所有的自然环境 中都不腐蚀 。其极好的抗腐蚀性源于在其表面上所 形成的连续稳定 、结合牢固和具有保护性能的氧化 膜层 。 钛的高反应活性以及与氧极强的亲和力使得 其金属表面暴露于空气或潮湿环境中能立即形成该
一般来说 , 高锰酸盐对铝及其合金不但不是一 种良好的缓蚀剂 , 反而能加速腐蚀 。 但铝及其合金
在高锰酸钾溶液中经适当处理可形成 良好的防护 膜 [ 28] 。该处理工艺是以高锰酸盐为基础 , 加入磷酸 盐等添加剂 , 在铝合金表面生成氧化膜 。 经氧化处 理后 , 在铝合金表面形成的含锰等 2种以上重金属 元素化合物的无机复合膜 , 可进一步提高铝合金的
severalmainchromate-freechemicaloxidationprocessesforaluminum alloyshomeandabroadwerere-
viewed.Emphasisisplacedonprocessesofzirconateoxidation, titanateoxidation, molybdenateoxida-
性质 , 其稳定性和 自愈性能够防 止铝合金的腐蚀 。 钛酸盐氧化膜 [ 14～ 16] 将来有可能替代铬酸盐氧化膜 。 该技术使用的是氟钛酸溶液和有机聚合物 。 这种处 理需要几个步骤 , 且可在室温下操作 , 并且在工业上 已有广泛应用 。为了避免废水处理 , Deck等 [ 8] 介绍
了非水洗钛酸盐处理方法并分析了这种处理方法所
为了提 高锆 酸盐氧 化膜 的耐 腐 蚀性 能 , 常加 入有机物 。 Deck等[ 10] 研究了丙烯酸和丙烯酰聚合 物对氟锆酸氧化膜耐蚀性能的影响 。 结果用质量比 为 7∶3丙烯酸 /丙烯酰氨聚合物与氟锆酸混合获得 的氧化膜的腐蚀电流最低 , 耐蚀性能相当于磷铬膜 。 Fedrizzi等 [ 11] 报道了氟锆酸用于有机涂层预处理时 可以获得与铬酸盐相同的性能 。
的腐蚀抑制 。 1.3 钼酸盐氧化
钼在周期表中第 VI类铬副族中 , 其含氧化物的 盐与铬酸 盐 极 为类 似 , 同 铬 一 样 , 钼 也可 以 形 成 Mo(Ⅱ )～Mo(Ⅵ )的化合物 , 而 Mo(Ⅵ )化合物最为 稳定 。因此 , 人们在金属表面处理过程中 , 寻找对人 体及环境有害的铬酸盐的替代物时 , 首先想到的就 是钼酸盐 。
Wilcox等 [ 19] 将 7075铝合金试样在去氨的 c(钼 酸钠 )=0.0lmol/L溶液中 (pH=8), 用浸渍的方法 产生一种金黄色带蓝色的钼酸盐氧化膜 。用标准技 术在去氨的 c(NaCl)=0.0lmol/L溶液中测定膜试 样的点腐蚀电位表明 , 腐蚀电位随着钼酸盐溶液中 浸渍时间的延长而正移 , 钼酸盐氧化膜可提高铝合 金的防护性能 。王成等 [ 20] 利用浸渍法在 LY12铝合 金表面得到了深黄色的钼酸盐耐蚀氧化膜 。 氧化液 主盐为钼 酸 钠 。 此外 含 有 一 定 量 的成 膜 促 进 剂 NaF, pH控制在 3.0, θ=30℃, t=5～ 6min。 此工艺 成膜速度快 , 膜耐蚀性较好 , 对铝合金的点蚀具有较
同时该氧化膜对涂层具有良好的附着力 , 且使用方 便 , 因而在钢铁 、航空 、电子和其他部门得到了广泛
表面处理以满足其对环境的适应性和安全性 , 并减 少腐蚀与延长使用寿命 [ 1] 。 其中铝合 金化学氧化 处理以其投入少 、易操作等优点倍受关注 。
应用 。但铬酸盐氧化处理液含有对人体及环境极为 有害的六价铬 , 不仅处理过程中会产生污染 , 而且氧 化膜中的六价铬还将导致被处理产品在日后使用及
废弃时对环境造成二次污染[ 2] 。 随着人们对环ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保护意识的增强 , 六价铬的应
用已逐渐受到严格限制 。 因此研究和开发无毒或低 毒的工 艺替代 铬酸盐 化学 氧化 工艺 势在必 行 [ 3] 。 目前 , 铝合金无铬化学氧化工艺已取得了积极的进 展 , 无铬化学氧化无疑是发展的方向 [ 4] 。 本文就目
alloyswaspointedout.
Keywords:aluminum alloy;chromate-free;chemicaloxidation
引 言
目前应用最广泛的是铬酸盐氧化处理 。 铬酸盐 氧化处理可显著提高铝及其合金表面的抗蚀能力 ,
铝合金材料是工业中使用量仅次于钢铁的第二 大类金属材料 。 铝合金在使用前往往须经过相应的
tion, lithiumsaltoxidation, permanganateoxidation, rareearthsaltoxidationandorganiccompoundoxi-
dation.Andthedirectionofinvestigationonchromate-freechemicaloxidationtechnologiesforaluminum
氧化膜 。 事实上 , 同铬酸盐氧化一样 , 只要环境中微 量的氧或水 (潮气 )存 在 , 由 于钛与氧 极强的亲 和 力 , 遭到破坏的氧化钛膜就能够立即自我修复 , 从而 提高耐蚀性[ 13] 。 但是钛酸盐氧化膜的腐蚀保护机 理仍需要做进一步的研究 。
钛酸盐氧化膜拥有许多与铬酸盐氧化膜相同的
(沈阳理工大学 环境与化学工程学院 , 沈阳 110168) 摘要 :研究和开发实用性强 、环境友好型铝合金化学氧化工艺是未来发展的方向 。 综述了国内外几 种主要铝合金无铬化学氧化工艺的特点及发展现状 , 其中包括锆酸盐氧化 、钛酸盐氧化 、钼酸盐氧 化 、锂盐氧化 、高锰酸盐氧化 、稀土金属盐氧化及有机类氧化等工艺 。并对铝合金无铬化学氧化工 艺的研究方向进行了展望 。 关 键 词 :铝合金 ;无铬 ;化学氧化 中图分类号 :TG174.45 文献标识码 :A
· 26· Jun.2010 PlatingandFinishing Vol.32 No.6 SerialNo.207
文章编号 :1001-3849(2010)06-0026-05
铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展
訾 赟 , 安成强 , 郝建军
收稿日期 :2009-12-28 修回日期 :2010-01-28 作者简介 :訾赟 (1985-), 女 , 辽宁本溪人 , 沈阳理工大学环境与化学工程学院硕士研究生 .
2010年 6月 电 镀 与 精 饰 第 32卷第 6期 (总 207期 ) · 27·
· 28· Jun.2010 PlatingandFinishing Vol.32 No.6 SerialNo.207
好的抑制作用 。 钼酸盐与铬酸盐氧化膜相比 , 单独钼酸盐氧化
膜本身的防护性能较差 。 不过 , 与其它无机盐配合
的钼酸盐溶液处理金属表面可得到耐蚀性更好的氧 化膜 。 陈东初等 [ 21] 以钼酸盐 、高锰酸盐作为成膜氧 化剂 , 研 究了 LY12 铝合金 氧化膜的 耐腐蚀 性能 。 氧化膜在 3.5%的 NaCl溶液腐蚀介质中经 70 h浸 泡后只有少量点蚀 。 林生岭等[ 22] 在纯铝和 LYl2铝 合金表面获得了钼酸盐 、高锰酸盐复合氧化膜 , 氧化 液组成为钼酸铵 、高锰酸钾 、氢氧化钠和氟化铵 。在 氧化液中还原性的氢将 MoO4 2 -还原成低价氧化物 , 连同 Al(OH)3 或 A12 O3 一起 , 形成复合氧化物膜 。 这种复合氧化物膜 , 能够使纯铝和 LYl2铝合金的耐 腐蚀性提高 4 ～6倍 。而且该方法处理工艺简单 , 成 膜速度快 , 适合工业生产 。 1.4 锂盐氧化