[发明专利]对金属构件进行防腐蚀连续表面处理的方法

说明书

本发明涉及一种对包含铝表面的金属构件进行连续表面处理的方法，在所述方法中，在碱性预处理后进行转化处理。根据本发明，碱性预处理的意图是使得不超过溶解锌浓度最大值，以确保进行表面处理后所述构件的铝表面上有品质足够高的防腐蚀涂层。在一种优选方法中，通过计量加入代表硫离子源的化合物将溶解锌的含量有效地保持在低于(通常槽液的)溶解锌的各自最大值。另外，通过计量加入代表硅酸盐阴离子源的化合物而在碱性预处理中同样地控制溶解铝的部分，使得不超过溶解铝的阈值，可以增加表面处理的功能。

在对金属构件进行进一步加工之前对其进行清洁和表面修整，这是金属加工行业中的标准任务。金属构件可能会沾有色素污染、灰尘、金属碎屑、防腐蚀油、冷却润滑剂或成型助剂等。在进一步加工之前，尤其是防腐蚀处理(例如磷化处理、铬酸盐处理、与复合氟化物反应等)之前，必须使用合适的清洁剂溶液将这些杂质去除。而且，清洁应实现对金属表面进行预调节的任务，以进行后续的防腐蚀处理。预调节是一类对金属表面进行的活化，尤其是在后续的湿法化学转化处理中，预调节产生具有足够的层厚度的均匀无机防腐蚀涂层。此类预调节或活化通过酸洗工艺引发，且可另外包括用外来金属元素占据金属表面。现有技术中已知的预调节实例为DE 102010001686中详细描述的镀锌钢碱性包钢，当在所述预调节后进行转化处理时，防腐蚀特性得到改善。

作为转化处理之前的湿法化学预处理，工业清洁剂或活化槽液，例如上述的包钢，通常成为碱性的，且具有在高于7的范围内、例如9-12的pH值。其碱性组分为金属碱以及非离子和/或阴离子表面活性剂。清洁剂经常含有络合剂作为另外的辅助组分。

这些槽液中的金属碱通过例如皂化杂质如脂肪并使得这些杂质可溶于水而使得槽液具有清洁力，或通过对金属表面进行酸洗而有助于表面活化。由于这些反应，任选地也通过带出，使得碱性耗尽，因此在对构件进行连续表面处理期间清洁作用随时间而降低。鉴于此，常规作法是在某些时候检查清洁槽液的碱性并根据需要用新的活性物质对溶液进行补充或完全替代它。这种补充碱性的方法在EP 1051672中进行了描述。这同样也适用于金属构件的连续碱性包钢，对于从槽液中耗尽或带出的铁(III)离子和络合剂而言。

因此，在对金属构件进行连续表面处理的工业工艺中清洁、活化和转化槽液的维持对于确保始终如一的功能和品质来说是不可缺少的。然而，在对金属构件进行的包含湿法化学碱性预处理和后续的转化处理的连续表面处理中，已显示仅仅补充各槽液活性组分的含量通常不足以维持整个工艺的长期功能和品质。因此，在此类对金属构件进行的连续表面处理中，经常会发现在设备运行一段时间后铝表面上的丝状腐蚀劣化，计量加入活性组分不足以抵消所述劣化。

因此，本发明的问题是，就铝表面上的防腐蚀的品质而言，来稳定化用于对包含铝表面的金属构件进行连续湿法化学表面处理的方法，在所述方法中，构件的碱性预处理和随后的转化处理在第一步进行，其中就其碱度而言，碱性预处理必须适于由锌和/或铝构成的金属构件的常规清洁剂槽液和活化槽液的基础。

这个问题通过一种对金属构件进行湿法化学连续表面处理的方法而解决，其中具有铝表面的金属构件以及具有锌表面的构件通过使其与储存在系统槽中的碱性槽液接触而进行湿法化学预处理，随后对金属构件的至少铝表面进行湿碰湿(wet-on-wet)转化处理，湿法化学预处理中的碱性槽液的pH大于10，且游离碱度为至少0.5点但小于50点，其中不超出系统槽的碱性槽液中的溶解锌的浓度的以下最大值Zn_max：

Zn_max＝0.0004×(pH-9)×[FA]+0.6×[Y]

pH：pH值

Zn_max：溶解锌浓度的最大值，以mmol/L表示

[FA]：游离碱度，以mmol/L表示

[Y]：络合剂Y的浓度，以mmol/L表示，所述络合剂Y呈以P₂O₆计算的水溶性缩合磷酸盐形式，和/或呈水溶性有机化合物形式，所述水溶性有机化合物含有至少一个选自-COOX_1/n、-OPO₃X_2/n和/或-PO₃X_2/n的官能团，其中X表示氢原子或具有相应的化合价n的碱金属和/或碱土金属原子。

当化合物在20℃的温度下电导率不大于von 1μScm^-1的去离子水中的溶解度为至少1g/L时，所述化合物在本发明的含义中是水溶性的。