[发明专利]一种在铝合金表面制备铈锰/钼多元复合转化膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金表面制备无铬化学转化的处理方法，特别涉及一种在铝合金表面制备铈锰/钼多元复合转化膜的方法。

背景技术

铝合金是使用量仅次于钢铁的第二大金属材料，铝合金在大气环境下，表面可以形成一层极薄的氧化物膜免遭侵蚀，但这种自发氧化膜容易破损，尤其在含有Cl^-的环境中，极易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等各种破坏。为了克服铝合金表面性能的缺点，扩大其应用范围，延长使用寿命，铝合金表面防护非常重要。

铬酸盐钝化技术因所获转化膜耐蚀性能优良和操作方便而得到了广泛的应用。但六价铬毒性高，易致癌，严重危害环境。欧盟颁布ROHS、ELV和WEEE法规禁止含六价铬的电子及电器设备投放市场，铬酸盐钝化技术已受到严格的限制，开发一种无毒、环保、高耐蚀性能的绿色钝化技术已成共识。铬酸盐转化处理的替代技术研究开始受到广泛关注，许多无铬化技术相继出现，如磷化、锌磷化、基于钛锆与氟的络合物处理工艺（CARBDOBOND）、Envirox系列处理技术等。申请号为200410021031.1、200480031392.2、200510100993.0、20058002127.6、200610046292.8、200610046516.5、200680002318.7等系列发明专利都涉及这些技术。在众多的无铬转化技术中，稀土转化膜技术被认为是最有望取代铬酸盐钝化的技术之一。申请号为200810027556的中国专利公开了一种稀土盐和强氧化剂为主要组分的化学转化处理液及处理方法。这种方法存在钝化液稳定性不够好，所获膜层防腐性不够好的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种在铝合金表面制备铈锰/钼多元复合转化膜的方法，处理液组分简单，溶液稳定性好，不含任何有毒铬及有机物，在铝合金表面制备得到的铈锰/钼多元复合转化膜耐蚀性和耐候性优异，与基体结合强度高且具有较佳耐磨性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种在铝合金表面制备铈锰/钼多元复合转化膜的方法，包括以下步骤：

（1）对铝合金进行前处理活化；

（2）将经步骤（1）处理后的铝合金置于Ce-Mn处理液中，在25～35℃下浸泡5～20min，在铝合金表面制备出金黄色的铈锰转化膜；

（3）将经步骤（2）处理后的铝合金置于含Mo处理液中，在30～60℃下浸泡8～25min，得到黑色的铈锰/钼多元复合转化膜；所述含Mo处理液含有：

钼酸盐            10g/L～30g/L

添加剂           0.5g/L～3g/L

所述添加剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或两种。

所述Ce-Mn处理液含有：

铈盐         5g/L～15g/L

辅助氧化剂      0.5g/L～4g/L

成膜促进剂      0.1g/L～2.0g/L

所述辅助氧化剂为高锰酸钾或高锰酸铵中的一种或两种。

步骤（2）所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵中的一种或两种。

所述成膜促进剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵中的一种以上。

步骤（3）所述钼酸盐为钼酸钠或钼酸铵中的一种或两种。

步骤（1）所述对铝合金进行前处理活化，具体为：

将铝合金置于20～35℃的工业酸中进行表面除油，浸泡1～8min；再置于20～35℃的混合酸中出光0.5～3min；

每升工业酸含有60～200g硫酸、10～30mL磷酸、0.1～1.0g乳化剂(OP-10)和1～12mL氢氟酸；

所述混合酸按质量百分比含有:3～20%的硝酸、0.5～4%的磷酸和0.5～3%的硫酸。

为进一步理解本发明的工艺特点，下面对铝合金在本发明所公开的转化液中的成膜机制阐述如下：

本发明处理液使用前，需在空气中充分搅拌至均匀。当铝合金浸入Ce-Mn处理液中时，由于铝合金表面不同部位的活性不同或合金元素的作用，构成了许多微电池。在Ce-Mn处理液中，铝合金表面的第二相颗粒和Al合金基底间可形成局部微电池，具体反应为：

阳极：Al→Al³⁺+3e                        (1)