铝及铝合金无铬表面处理技术工艺概述及表面处理技术开发
配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
铝及铝合金无铬表面处理--技术工艺概述及配方开发
禾川化学是一家专业从事精细化学品以及高分子分析、研发的公司，具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。本文详细介绍了铝及铝合金无铬表面处理技术，有更多配方技术支持可联系我们的相关工程师。
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。
1.1 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。
日本Parker公司研制的一个典型配方是：磷酸盐0.04g/L，钛0.05g/L，氟离子0.4g/L，单宁酸0.2g/L，pH 4.9。30～60℃下喷淋或浸渍5～6s即可获得转化膜。郭瑞光等的研究表明，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 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
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Alodine(阿洛丁)5200的处理时间为5～120s，温度20～30℃，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。
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。
1.2 硅烷处理
硅烷表面处理是近年来新发展起来的一项技术，国外已经有了很多专利，也被认为是一种很有希望代替铬酸盐的工艺。硅烷分子中同时存在亲有机和亲无机的两种官能团，通过硅烷偶联剂就可以把有机材料和无机材料这两种性质差异很大的材料牢固结合在一起。对于铝合金而言，硅烷可与基底铝合金形成极强的Me─O─Si键，而硅烷的有机部分又可与表面涂层形成化学键结合。因此，硅烷处理可大大提高表面涂层与基体铝合金的结合力，从而提高铝合金的耐蚀性。 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
采用电化学技术在LY12铝合金表面制备了十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)膜，主要是通过DTMS硅烷试剂与铝合金基体发生化学键合作用，生成─SiOAl键而实现成膜。膜层的电化学阻抗谱(EIS)测试表明，与开路电位下相比，采用阴极电位沉积方法得到的硅烷膜，耐蚀性能有明显提高，且存在一个最佳“临界电位”，在此电位下沉积得到的硅烷膜具有最佳的耐蚀性。
除硅烷外，目前还有使用倍半硅氧烷(SSO)在金属表面形成致密的保护膜。SSO是一类结构简式为(RSiO1.5)n的有机/无机杂化物，这类化合物是由有3个官能团的有机取代烷氧硅烷水解缩合而成，它不仅可以在金属表面形成致密的保护膜，而且可与金属面以Si─O─M化学键相结合，极大地增强了膜的附着能力和耐蚀性能。
1.3 稀土转化膜
稀土转化膜是一种开发比较早的无铬化处理工艺，在1994年的亚洲太平洋精饰会议上被众多专家认为是最具有希望代替铬和有良好发展前景的转化膜之一。它最初由Hinton等人提出，当时采用的是最简单的浸泡法。经过多年发展，稀土转化膜的成膜方法除浸泡法之外，还有熔盐浸泡法、阴极电解沉积法等。下面介绍几种常用的稀土转化膜工艺。
1.3.1 浸泡工艺
将铝合金置于铈盐溶液中长期浸泡。将铝合金在含0.1% CeCl3的0.1mol/L
NaCl溶液中浸泡168 h后，在其表面形成铈氧化物膜。处理溶液的pH为6.5，处理温度25℃。这是早期使用的方法，因耗时过长而不适用于工业化。
1.3.2 碱性两步成膜工艺 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
将铝合金在四价和三价碱性铈溶液中分别浸泡30min和25 min。LF6铝合金试样经此工艺处理后，可承受504h以上的中性盐雾试验。
1.3.3 稀土波美处理工艺
这种工艺是先将铝合金用热水处理，在其表面形成波美层，然后再将其浸到稀土盐溶液中，形成稀土转化膜。其特点是在成膜液中不需要使用强氧化剂。
1.3.4 铈盐酸性成膜工艺
室温下，将LY12铝合金置于含有10g/L CeCl3·7H2O和40mL/L H2O2的溶液(pH为3)中处理6～10min，在LY12铝合金表面形成一种金黄色的、与表面结合良好的化学转化膜。该膜对铝合金的点蚀具有较好的抑制作用。
1.3.5 稀土盐强氧化剂成膜工艺
此类工艺的成膜溶液通常由稀土金属盐、强氧化剂、成膜促进剂和辅助添加剂组成，其特点是引入强氧化剂(如H2O2、KMnO4、(NH4)2S2O8等)和成膜促进剂(包括HF、SrCl2、NH4VO3、(NH4)2ZrF6等)，使成膜速率显著提高，成膜时间缩短，处理温度降低。有些配方中还含有铝的有机螯合物，如葡萄糖酸及其盐，或者庚糖酸及其盐等。
1.3.6 双层稀土转化膜成膜工艺
这是指在有波美层的铝合金上，以Ce(NO3)3处理液体系所得转化膜为底层，以Ce(CO3)2处理液体系所得转化膜为外层的处理工艺。底层和外层处理溶液的pH均为4，室温操作，底层的处理时间为2h，外层的处理时间为100min。此双层稀土转化膜的耐蚀性能明显优于Alodine转化膜。
1.3.7 阴极电解稀土转化膜工艺 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
在不同阴极电流密度下，将7075铝合金作为阴极，在1.0g/L CeCl3溶液中进行阴极极化，得到黄色的稀土转化膜。这种处理方法大大缩短了成膜所需时间，但所得转化膜的耐蚀性和稳定性较差。
1.3.8 Ce–Mo转化膜工艺
Ce–Mo转化膜是20世纪90年代由美国南加利福尼亚大学的Mansfeld首先提出来的，它结合了高温浸泡和电化学方法。此种工艺获得的氧化膜虽然耐蚀性较好，但处理温度过高，步骤繁琐，且需要将溶液维持在沸腾状态，因而难以用于实际生产。李国强等提出了改进的Ce–Mo工艺，即将铝合金置于由2.5 g/L
NaKC4H4O6·4H2O、7.5g/L Na2CO3、2.5g/L (NH4)2Ce(NO3)6和5.0g/L
Na2MoO4组成的溶液(pH为9～10)中，95～100℃下处理20min。经过此工艺处理的LF6铝合金，其耐蚀性能超过了Alodine 1200S转化膜。
1.4高锰酸盐转化膜
高锰酸盐作为强氧化剂，能加速铝及铝合金的腐蚀，但经过适当处理则可形成好的转化膜。在高锰酸钾溶液中生成了黑色无铬转化膜，其处理工艺为：KMnO4 6g/L，ZnSO4·7H2O 1.5g/L，Co(NO3)2·6H2O 20g/L，AlCl3 1g/L，H2SO4 1mL/L，十二烷基硫酸钠0.1g/L；一次黑化温度55℃，时间20 min；二次黑化温度40℃，时间8 min。此工艺可用于铸铝ADC12的表面处理，膜层主要由三氧化二铝和锰的各种氧化物组成。另外，钴的加入提高了膜的黑度。此膜可以抑制基体表面腐蚀微电池的阳极和阴极反应，提高铝合金的耐蚀性能。
1.5 钴盐转化膜
通过正交设计确定了一种钴盐转化膜工艺，其配方为：乙酸钴10～17g/L，乙酸钠40～80g/L，氟化钙3～5g/L，稀土添加剂0.25～1.00g/L，润湿剂0.5～ 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
2.0g/L，处理温度60～65℃，时间20～30min。该工艺所生成的膜层具有良好的外观和耐蚀性能，但与油漆的结合力中等。其成膜过程先后经历了润湿剂吸附、铝的非稳态溶解和膜的稳态生长3个阶段。
1.6 锂盐转化膜
将LF3M防锈铝、L3M工业纯铝、高纯铝等浸入含7.4g/L Li2CO3，4.9g/L
LiOH的溶液中(锂离子可促进铝在碱性碳酸盐溶液中的钝化)，室温下处理20min，可获得锂盐转化膜。转化膜是由Al3+、Li+、OH−和CO32-等离子组成的复合盐。该膜层在致密性和耐蚀性方面明显优于自然氧化膜，与铬酸盐转化膜相当，兼具阴、阳极阻滞作用。锂盐转化处理的范围较小，铝合金的成分、热处理状态等都对成膜效果有较大影响。
1.7有机酸转化膜
有机转化膜是在金属基体表面形成的难溶性配合物薄膜，具有耐腐蚀、抗氧化的作用，目前主要是指含植酸和单宁酸的转化膜。单宁酸是一种多元苯酚的复杂化合物，水解后呈酸性，与氟钛化合物等配合使用，可形成无毒的单宁酸转化膜，通常用于饮食行业铝材的表面处理。
植酸是一种少见的金属多齿螯合剂，在金属表面与金属发生配位反应时，能形成致密、坚固的膜层，且能有效地阻止氧气等进入金属表面。另外，经植酸处理后的金属表面由于具有与有机涂料相近的化学性质，因此这类膜层与大多数涂料都有良好的匹配功能，附着力良好，可用作涂装的底层。欧洲专利EP 0078866提供了一种植酸转化膜的配方：H3PO4 2g/L，3–甲基–5–羟基吡唑1.2g/L，植酸1g/L，H2ZrF6 0.7g/L，Na2SO4 0.5g/L，NaF 0.5g/L。盐雾和耐湿热试验证明，该配方处理后的铝及铝合金有极强的耐蚀性能。 配方分析/成分检测/研发外包/工业诊断
结语
国内外对于铬酸盐取代工艺作了大量的工作，也取得了一定的成果，如锆钛体系、硅烷处理等已开始在工业上投入使用，但其性能与铬酸盐相比还存在一定的差距，更多的研究还只限于实验室阶段，缺乏经济性好、适用性广、容许范围大的实际可操作的工艺。另外，对于各种工艺成膜机理及耐蚀机理方面的认识都还比较笼统，还有待进一步的研究。
铝材表面处理工艺大全
铝材表面处理工艺大全
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表面处理前一般需要铝材进行前处理：去油→去锈→清洗→磷化或纯化等。
大部份锈蚀或者表面较厚的工件采用喷砂抛丸等机械方法去锈，但机械除锈后应确保工件表面清洁无垢。
1、抛光：克服缺陷去毛刺和使表面光亮的作用，分为化学抛光与机械抛光两种
2、喷砂：铝表面处理的目的是用来克服和掩盖铝合金在机械加工过程中产生的一些缺陷以及满足客户对产品外观的一些特殊要求。有玻璃砂、钨砂等，呈现不同感觉，类似毛玻璃的粗燥质感，细的砂型同样可以表现出高档的产品。
3、金属
电镀方法：比较常见，同时有打磨后电镀的处理工艺。
4、车纹：铝表面处理是模具成型后再次加工的处理方式，使用车床加工出纹路,成体表现为非常规则的纹理特征。
5、擦纹：有叫做拉丝，表现相似于车纹，都是表面形成流畅的连续纹路，不同的是，车纹表现为环状纹路，擦纹表现为直线批花。
6、氧化（上色）：铝表面处理氧化的用途分两方面，增强物理特性，可以达到上色目的。一般是阳极氧化，目的一是上色，二是增加表面硬度提高耐磨性，比如微弧氧化。
7、喷涂：在铝材表面喷一层涂层，喷涂白色，喷涂木纹等，氟碳喷涂。
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(完整版)铝合金表面处理
金属类材质在现有的各类产品上运用越来越多,因为金属类材质更能体现产品品质、凸显品牌价值，而在众多金属类材质中，铝因为它的易加工、视觉效果好、表面处理手段丰富，首当其冲的被各个厂家采用，铝型材表面处理主要分为：喷砂（形成哑光珍珠银面）、抛光（形成镜面）、拉丝（形成类似缎面效果）、电镀（覆盖一层其他金属）、喷涂（覆盖其他非金属涂层）
下面金属加工小编将给大家带来一些让人轻松的图片，跟紧金属加工微信，一起感受一下我们日常产品中的铝及铝合金的表面加工工艺。
1. 喷沙（喷丸）
利用高速砂流的冲击作用清理和粗化金属表面的过程。这种方法的铝件表面处理能够使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。该工艺我们经常在苹果公司的各类产品中看到，以及被现有的电视机面壳或中框也越来越多采用
2.抛光
利用机械、化学或电化学的方法，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺主要分为：机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果，给人以高档简约、时尚未来的感觉（当然易留下指纹还要多加呵护）。 3.拉丝
金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属加工微信，内容不错，值得关注。金属拉丝工艺，可以清晰显现每一根细微丝痕，从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽，产品兼备时尚和科技感 4.高光切削
采用精雕机将钻石刀加固在高速旋转（一般转速为20000转/分）的精雕机主轴上去切削零件，在产品表面产生局部的高亮区域。切削高光的亮度受铣削钻头速度的影响，钻头速度越快切削的高光越亮，反之则越暗并容易产生刀纹。金属加工微信，内容不错，值得关注。高光高光切削在手机的运用中特别多，如iphone5，近年来部分高端电视机金属边框采用了高光铣削工艺，加之阳极氧化及拉丝工艺使得电视机整体充满了时尚感与科技的锐利感。 5.阳极氧化
铝合金表面常见的表面处理工艺
铝合金表面常见的表面处理工艺
铝合金是一种广泛应用的材料，它的表面处理工艺对于提高其性能和美观度至关重要。常见的铝合金表面处理工艺包括阳极氧化、电镀、喷涂和机械加工等，下面将详细介绍这些处理工艺的主要内容。
一、阳极氧化
阳极氧化是一种通过电化学反应形成氧化层的表面处理技术。该技术可使铝合金表面形成致密、均匀、具有较高硬度和耐腐蚀性的氧化层，从而提高其抗磨损性能和耐久性。此外，阳极氧化还可以改变铝合金表面颜色，并增加其装饰效果。
二、电镀
电镀是利用电解作用在铝合金表面沉积一层金属或非金属覆盖物的技术。常见的电镀方法包括镍、铬、锌等金属电镀以及陶瓷涂层等。通过电镀可以改善铝合金表面的耐腐蚀性能，增加其硬度和光泽度，并且可以实现多种颜色和纹理效果。
三、喷涂
喷涂是将一层涂料或者粉末喷涂在铝合金表面的一种表面处理技术。该技术可以实现多种颜色和纹理效果，同时还可以提高铝合金表面的耐腐蚀性能和装饰效果。常见的喷涂方法包括喷漆、粉末涂料等。
四、机械加工
机械加工是通过机械力量对铝合金表面进行切削、磨削或拉伸等处理的技术。该技术可以改变铝合金表面形态和纹理，从而实现不同的装饰效果。此外，机械加工还可以提高铝合金表面的平整度和光泽度。
综上所述，铝合金表面处理工艺包括阳极氧化、电镀、喷涂和机械加工等多种方法。这些处理方法各有优缺点，在实际应用中需要根据具体情况进行选择，以达到最佳的效果。
铝合金表面处理
铝合金表面处理
铝合金表面处理是一种常见的工艺，用于增强铝合金制品的表面性能，提高其耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。在铝合金表面处理过程中，常见的方法包括阳极氧化、电镀、喷涂等。下面将详细介绍这些方法及其应用。
1. 阳极氧化：
阳极氧化是一种常用的铝合金表面处理方法，通过在铝合金表面形成氧化膜来提高其耐腐蚀性和硬度。具体步骤如下：
（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）酸洗：将铝合金制品浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化层和金属杂质。
（3）阳极处理：将铝合金制品作为阳极，放入电解槽中，通过电解反应在表面形成氧化膜。
（4）封孔：将氧化膜中的微孔封闭，提高其耐腐蚀性。
2. 电镀：
电镀是一种在铝合金表面镀上一层金属或合金的方法，以提高其外观和耐腐蚀性。常见的电镀方法有镀铬、镀镍、镀铜等。具体步骤如下：
（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）酸洗：将铝合金制品浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化层和金属杂质。
（3）电镀：将铝合金制品作为阴极，放入电解槽中，通过电解反应在表面镀上金属或合金。
（4）抛光：对电镀后的表面进行抛光处理，提高其光洁度和外观。
3. 喷涂： 喷涂是一种将涂料喷洒到铝合金表面的方法，以增加其装饰性和保护性。常见的喷涂方法有喷漆、喷粉、喷塑等。具体步骤如下：
（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）喷涂底漆：在铝合金表面喷涂一层底漆，增强涂层的附着力和耐腐蚀性。
（3）喷涂面漆：在底漆干燥后，喷涂一层面漆，增加铝合金制品的装饰性和保护性。
（4）固化：将喷涂后的铝合金制品放入烘箱中，使涂层固化。
铝合金表面处理的选择取决于具体的应用需求和预期效果。阳极氧化适用于要求耐腐蚀性和硬度的铝合金制品，如航空航天器件、汽车零部件等。电镀适用于要求外观和耐腐蚀性的铝合金制品，如家居用品、装饰品等。喷涂适用于要求装饰性和保护性的铝合金制品，如建筑材料、家电外壳等。
铝合金轮毂表面处理新技术
Ｍａ 盏 Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
■中信戴卡轮毂制造股份有限公司／肖庆丹 一南京戴卡华舜轮毂有限公司／陆斌
技术
作为汽车安全件的铝合金轮毂，不但在车辆行驶过程中需要承受整车车
身重量和过载压力，而且还要求具有比整车寿命更长的运行时间；同时轮毂
在平衡整车外形美观方面也发挥着举足轻重的作用，所以轮毂的表面处理技
术在提高轮毂耐腐蚀性、提高抗石击能力和增加美观效果等方面，都显得尤
为重要。
目前，铝合金轮毂表面处理工艺主要分为涂装（喷漆或喷粉）和电镀两
大类，过去那种单纯的阳极氧化膜处理工艺已逐步被淘汰。其中，涂装采用
的先进工艺是：预处理一喷底粉一喷色漆一喷透明粉。涂状设备为涂装自动
生产线，由表面预处理、烘干、静电粉末喷涂、喷漆、固化等设备组成，传
输系统以地面链的方式将轮毂水平放置，轮毂可自转，并带有搬运机器人、
粉末回收系统、粉末更换系统和废水处理装置；在使用的自动化涂装工艺装
备中，常选用静电喷枪和高速静电旋杯喷枪技术（转速２０ Ｏ００ｒ／ｍｉｎ以上）、
环保型无铬化预处理技术、喷透明粉技术、环保型水性漆技术等，效率高、
省涂料、环保，已是铝轮毂涂装技术发展的新趋势。
铝轮毂电镀最早兴起于美国，高档汽车配上这样的轮毂显得华丽而且
与众不同，主要原因是铝的轻质与装饰铬外观的完美结合。镀铬工艺主要流
程为：除油一清洗一酸蚀一预镀锌一预镀暗镍一预镀亮铜一清洗一活化一镍
封一镀铬一清洗一吹积水一烘干，电镀设备可采用连续通过式或步进式的电
冰槽，但这样的传统电镀工艺由于使用强酸、强碱及氰化物、铬酐等有毒有
害化学品，产生的废水成分复杂，对环境影响很大。随着社会环保意识的加
强，大力发展环保产品才能真正促进经济发展，任何牺牲环保与浪费资源的
发展都只能是短暂的，所以近几年来，国内外都加大了对铝轮毂表面处理的
研究，新技术、新工艺也层出不穷。
８０ ，牌 第 期ＭＣ理代霹部件 ｗｗｗ．ｍｃ１９５０．
ｃｏｍ 无铬钝化预处理工艺
铝合金铬化
铝合金铬化处理基础知识 (2010-4-25 19:53:52)
标签： 分类：技术
一． 概述：
铝合金铬化处理是铝制品一种常用的前处理方法，通过化学反应在产品表面形成一层钝
化膜，增强产品的耐腐蚀性能和涂层的附着力。
目前常用的铬化种类有三价铬铬化和六价铬铬化。因铬化膜对环境污染严重，残留的铬化物对人体有害。所以三价铬和六价铬处理将逐步被无铬转化取待。
二． 工艺过程
一般铬化工艺如下：
1． 脱脂：脱脂是通过碱性脱脂液去除金属表面的油污。铝合金耐碱性差，不宜用强碱性清洗，所以应控制好槽液的浓度，一般脱脂液浓度可按厂家提供的说明书配制。另外适当升温和不停的搅拌将加速化学反应，增强脱脂效果。典型参数如下：
槽液温度： 60-65℃
浓度（V/V）： 按说明书
浸渍时间： 5-7min
循环状态： 超声波振荡
2． 水洗：脱脂后需用自来水把附在产品表面的脱脂液清洗干净。通常把水洗槽设计成自动溢流形式，以保证槽内的水不被严重污染。水洗工艺参数如下：
槽液温度： 常温
总碱度： ≤1.0
浸渍时间： 30-40S
补给状态： 连续补水 3． 出光：脱脂后，产品表面会残留有盐类腐蚀产物，出光的目的是把这些残留物去除。出光
液属酸性液，应控制好槽液的浓度，通常应根据厂家提供的说明书配制。工艺参数如下：
槽液温度： 常温
浓度（g/L ）： 按说明书
浸渍时间： 2-3min
循环状态：压缩空气
4．水洗：铬化前应经两道水洗工序，目的是保证产品表面的残留物被彻底去除，第一次水洗可用自来水，第二次水洗需用纯水，防止自来水的污染。两道水洗工艺参数如下：
1）自来水洗：
槽液温度： 常温
总酸度： ≤1.0
浸渍时间： 30S
补给状态： 连续补水
循环状态：压缩空气
铝材无铬钝化工艺流程
铝材无铬钝化工艺流程
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铝材无铬钝化工艺流程是一种环保的表面处理方法，适用于铝材的表面处理。以下是铝材无铬钝化工艺流程的详细步骤：
铝及铝合金无铬钝化的研究进展
２０１４年１月电镀与环保第３４卷第１期（总第１９５期）・１・
・综述・
铝及铝合金无铬钝化的研究进展
ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＮｏｎ－ｃｈｒｏｍａｔｅＰａｓｓｉｖａｔｉｏｎｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍａｎｄＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓ
王昊，安成强，郝建军，林雪，陈梨
（沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳１１０１５９）
ＷＡＮＧＨａｏ，ＡＮＣｈｅｎｇ－ｑｉａｎｇ，ＨＡＯＪｉａｎ－ｊｕｎ，ＬＩＮＸｕｅ，ＣＨＥＮＬｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９。Ｃｈｉｎａ）
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：铝；铝合金；无铬；钝化
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓａｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｏｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｈｉｇｈｌｙｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅａｎｄ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—ｆｒｉｅｎｄｌｙｎｏｎ—ｃｈｒｏｍａｔｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｎｏｎ—ｃｈｒｏｍａｔｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｆｏｌｌｏｗ—ｕｐｓｔｕｄｙｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍ
ａｌｌｏｙｓｎｏｎ—ｃｈｒｏｍａｔｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｓａｌｓｏｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．
铝合金表面无铬化学氧化工艺研究进展
２０１３年第８期 第３１卷 （总第１５７期） 毕节学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＢＩＪＩＥ ＵＮＩＶＥＲＳｎＹ ＮＯ．８，２０１３ Ｖｏ１．３１ ＧｅｎｅｒＭ Ｎｏ．１５７
铝合金表面无铬化学氧化工艺研究进展
张萍，赵军
（毕节学院化学与化学工程学院，贵州 毕节５５１６００）
摘要：铝合金表面铬酸盐化学氧化工艺因其有毒，污染环境等缺陷逐渐被无铬化学氧化工艺所取 代，研究铝合金无铬化学氧化工艺是铝合金表面处理的发展趋势之一，国内外主要铝合金无铬化学氧 化工艺包括锆盐氧化法、钛盐氧化法、稀土金属盐氧化、钼酸盐氧化法、硅烷处理等。 关键词：铝合金；表面处理；无铬化学氧化 中圈分类号：０６５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—７０５９一（２０１３）０８—００６１—０４
铝合金具有高比强度、高比刚度、导热导电性好等优良的力学和物理化学性能，在军用、民用等各个
领域都得到了非常广泛的应用，但铝合金的腐蚀性、耐磨性、硬度等性能较差。随着对铝合金应用越来
越高的要求，对铝合金进行表面处理以提高铝合金表面的耐腐蚀性，耐磨性以及表面硬度等是研究人员
关注的热点方向之一。铝合金表面处理的主要方法有表面机械预处理（机械抛光或扫纹等）、化学预处
理或化学处理（化学转化或化学镀等）、电化学处理（阳极氧化或电镀等）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及
其他物理表面改性技术）等ｎ 。化学氧化处理具有对铝材疲劳性能影响小、操作容易、不需要电能、设备
简单、成本低、生成速度快、附着性良好等优点 ，目前应用比较广泛。化学氧化工艺又分为铬酸盐化学 氧化工艺和无铬化学氧化工艺。铬酸盐化学氧化工艺被公认为使用广、耐蚀性好的一种表面处理技术 口 。但由于处理液中的铬离子属于致癌物质，铬酸盐化学氧化工艺在处理时会影响作业人员的身体健
康。而且废处理液中的铬离子容易污染环境，所以对其废液的处理要求较高，将导致成本提高。通过寻 找取代铬酸盐化学氧化工艺，探寻环保高效的无铬化学氧化工艺对于铝合金表面处理具有重要的意义。
铝合金无铬有色化学转化工艺的研究
交流园地 建材发展导向２０１６年９月 铝合金无铬有色化学转化工艺的研究 金莹 （辽宁忠旺集团有限公司 贾文广 辽宁省辽阳市１１１０００） 摘要：铝合金是工业上应用颇为广泛的金属结构材料，它具有一系列的优越性能，如密度低、强度高、塑性好、导电性和导热性良 好、可加工、易于回收等，广泛应用于航空航天、机械制造、电线电缆、汽车零部件及热交换器、食品包装等行业。鉴于此，本文对铝合金无 铬有色化学转化工艺进行了分析，仅供参考。 关键词：铝及铝合金；无铬钝化；耐腐蚀性 中图分类号：ＴＧ１７４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１６）１７—０３００—０１ ｌ铝合金化学转化体系概述 １．１高锰酸盐转化法高锰酸钾对铝合金 会起到加速溶解的作用，但在改进处理工艺的条件下可以形成良好 转化膜，从而起到保护基体的作用。铝合金基体上形成的含Ｍｎ转化膜一 般有两种或两种以上的金属元素组成，形成复合无极转化膜。其中锰酸 盐是成膜的主要成分，同时是化学氧化液中的氧化剂，其含量的多少会 对表面膜层形成速度及外观质量有着很大的影响。 １．２稀土盐转化体系 稀土金属盐由于对铝合金有缓蚀作用被认为是铬盐的理想替代品， 常用的稀土金属离子主要有Ｌａｓ＋【３２】，Ｃｅ ＋［６—８］，Ｙ ＋【４７，４８】，Ｎｄ ＋［４９】等，其 中以铈盐是一种良好的铝合金阴极成膜缓蚀剂而被广泛研究。稀土镧转 化膜具有很好的耐蚀性能，然而镧盐转化膜并不能完全覆盖铝合金表 面，而作为辅助盐则可以提高膜层的耐蚀性能。 ２合金无铬有色化学转化工艺 ２．１有机物钝化处理 ２．１．１植酸钝化处理 植酸是一种金属多齿螯合剂，高螯合性能使得其络合稳定性强，可 有效阻止腐蚀介质到达金属基底，从而提高耐蚀性。通过电化学极化曲 线研究了稀土植酸转化膜对镁一锂一铝三元合金耐腐蚀性能的影响，结果 表明，在５Ｏ℃的５ｍＵＬ植酸溶液中浸泡ｌｍｉｎ，得到的钝化膜耐蚀性最 好。以复配植酸盐作钝化剂，硅烷作促进剂，制得的钝化膜耐蚀性接近于 低铬钝化膜，并且使得金属基体与涂料之间具有很强的结合力。 ２．１，２单宁酸钝化处理 单宁酸单一使用时，对基体耐蚀性的改善很小，需要与金属盐和缓 蚀剂配合使用。例如，单宁酸与氟钛化合物等配合使用，可以形成无毒无 害的单宁酸盐转化膜，常用于食品行业铝制品的表面处理。研究了以单 宁酸和氟钛酸盐为主原料的钝化液配方，确定主盐单宁酸０．８ Ｌ，氟钛酸 钾１．Ｏ Ｌ。他们还研究了单宁酸用量对成膜的影响。随着单宁酸含量的增 加，膜的耐蚀性能先提高，后降低，单宁酸为０．８ Ｌ左右时，铝合金表面 被完整覆盖。膜的耐蚀性能达到最佳。在钛、锆钝化液中加入单宁酸，制 备出了金黄色的化学转化膜。单宁酸的加入不仅提高了耐蚀性能，还解 决了在钛、锆钝化过程中因膜层无色，不好观察成膜情况的问题。 ２．２锆、钛盐转化处理 锆、钛盐金属表面处理技术最早应用在１９世纪８０年代。锆、钛与铬 的化学性质相似，可以在铝合金表面生成连续、稳定的氧化膜，膜层与基 体牢固结合，具有极强的保护性能。锆、钛的高反应活性及与氧极强的亲 和力使得其置于大气或湿润环境中能立刻形成氧化膜。同铬酸盐一样， 当发生腐蚀时，只要有微量的氧或水存在，锆、钛与氧的亲和作用会使得 损坏的氧化膜立刻自我修复，具有自愈性。采取氟锆酸工艺，将ＡＡ６０６１ 铝合金置于室温下表面处理３ｍｉｎ，通过扫描电镜、能谱分析对氧化膜的 成膜结构和组成进行探究，得出无色、非晶态的氧化锆钝化膜由Ａｌ及ｚｒ 的氧化物组成。膜层涂漆后，在中性盐雾试验中的耐蚀时间达到１５Ｏ０ｈ， 可以用作铝合金的涂漆前预处理膜。实际生产中，可以采用显色剂来增 强对膜层外观的判断。结合膜层外观、耐蚀性、溶液稳定性等多方面因 素，最终确定加入氟钛酸３ Ｌ、氟锆酸ｌｇ／Ｌ，并同时加入着色剂、促进剂、 氧化剂，在ＤＨ值为４．５～７，成膜时间ｌｌｍｉｎ的条件下，获得了均匀的黄色 钝化膜。通过电化学分析，经过钝化处理后的铝合金自腐蚀电位由处理 前的一０．９８Ｖ上升到一０．７４Ｖ，腐蚀电流密度为０．２４ＮＡ／ｅｍ２，比基体下降了 ９７％。随着锆酸盐体系的不断发展，目前出现了更多的复合膜钝化方法。 采用含 ．５ 、ｚ ．４叽的钝化液对ＡＡ６０６１铝合金进行钝化，并采 用电化学方法分析了添加０．４ Ｌ氨基三甲叉膦酸前后钛、锆膜的耐腐蚀 性能变化。结果表明，加入氨基三甲叉膦酸后，腐蚀电位变低，腐蚀电流 密度下降，铝合金的阴极反应受到抑制，更好地阻止了腐蚀发生。 ３结束语 在铝及铝合金行业大力蓬勃发展的同时，铝及铝合金无铬钝化的研 究也紧随其后。随着对于无铬钝化的成膜机理和工艺的不断探究，势必 会研发出性能更加良好、操作更加简单、污染排放率低的市场产品。 参考文献 ［１傣振华，李红玲．铝及铝合金无铬化学转化膜工艺的研究进展［Ｊ】．腐蚀 科学与防护技术，２０１４，０３：２６９～２７２． ｆ２］刘晓辉，欧阳贵，占稳．６０６３铝合金无铬有色化学转化工艺探讨ｆ』］．材 料保护，２０１４，０３：２８～３０＋３６＋６９． ［３】刘浩威．６０６３铝合金钛锆系钝化液稳定性研究及钝化工艺优化【Ｄ１．华 南理工大学，２０１４． ｆ４１李国栋．环保型铝合金三价铬转化膜制备及腐蚀性能研究［Ｄ］．宁夏大 学，２０１４． 收稿日期：２０１６—８—１６ 良好的稀释效果以及保暖性能，因此在冬季对树木采取保暖措施的时候 可以代替原有的麻绳，保温效果良好。此外无纺布使用次数具有无限次 循环的特点，采用无纺布不仅可以提高园林内树木的景观美观效果，还 可以缩减成本，具有一举两得的效果。 ４结束语 总而言之，近些年我国园林绿化建设的规模不断扩大，园林景观的 ・３ｏ０・ 建设可以提高人们的生活水平与质量，因此受到了人们的广泛青睐。新 工艺以及新材料在园林景观中的应用不断加深，极大的提高了园林景观 的绿化效果。我们还要进一步的研究应用于园林景观中的新工艺与新技 术，从而促进我国园林行业的进步与发展。 收稿日期：２０１６—８—１５