[发明专利]一种铝合金表面无铬钝化处理工艺

说明书

本发明公开了一种铝合金表面无铬钝化处理工艺；涉及铝合金技术领域，包括：（1）打磨；（2）单宁酸溶液处理；（3）飞秒激光处理；（4）钝化；本发明方法在铝合金表面钝化形成一层均匀致密的钝化膜，经过中性盐雾处理后，可以看出，钝化膜的耐盐雾腐蚀性能优异，能够更好的对铝合金进行防护；本发明方法形成的钝化膜表面接触角大幅度增加，表明经过本发明工艺钝化处理后铝合金表面的疏水性能得到明显的提高。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，特别是一种铝合金表面无铬钝化处理工艺。

背景技术

铝合金因其比强度高、导热和导电性好、色泽美观、无磁性、塑性好、无低温脆性等优点，被广泛应用于航空航天、机械装备、家电、建筑等领域。其用量仅次于钢铁，是工业领域中用量第二的金属材料。但铝合金化学性质较为活泼，在大气环境中，其表面容易形成一层极薄的氧化膜(其厚度通常为几个纳米)，对基体具有一定的防护作用。但该自然氧化膜太薄，易于破损，在潮湿的大气中，特别在含有Cl﹣的环境中，非常容易发生腐蚀。自然条件下，铝及其合金的腐蚀通常为局部腐蚀，主要表现为：点腐蚀、电偶腐蚀、丝状腐蚀、层状腐蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀。局部腐蚀隐蔽性强、难控制、破坏迅速，很容易造成灾难性事故，因此，为扩大铝合金应用范围，延长其使用寿命，铝及其合金在使用前要经过必要的表面处理。

传统上，铝合金钝化采用铬酸盐处理。该处理获得的钝化膜耐腐蚀性好，与有机涂层的结合力强，但六价铬化合物有剧毒，对人体及自然环境有极大危害性，世界各国已制定了各种严格措施限制其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金表面无铬钝化处理工艺，以解决现有技术中的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种铝合金表面无铬钝化处理工艺，包括：

（1）打磨：

将铝合金工件进行表面打磨处理，依次使用 600#，800#，1200 #的碳化硅砂纸进行加水打磨，然后在自动抛光机上抛光,再进行清洗，烘干至恒重；

（2）单宁酸溶液处理：

将单宁酸溶液添加到真空反应釜中，然后再将上述经过打磨后的铝合金工件浸入单宁酸溶液中，然后进行密闭，抽真空，调节反应釜内温度至80-90℃，反应40-50min，然后取出，采用清水清洗至中性，烘干至恒重，即得；

（3）飞秒激光处理：

采用飞秒激光对步骤（2）处理后的铝合金工件表面进行扫描处理，得到预处理铝合金工件；

（4）钝化：

将上述得到的预处理铝合金工件浸入钝化液中进行钝化处理，钝化时间为1.5-2min，钝化温度为60-66℃，然后取出，采用清水清洗至中性，烘干至恒重，即可。

所述抛光时，采用粒度1μm 的水溶性金刚石抛光膏进行辅助抛光处理。

所述清洗为在超声清洗机中分别用丙酮、蒸馏水各清洗20-25min。

所述所述单宁酸溶液质量分数为4-5%。

所述真空反应釜内真空度为0.015-0.018MPa。

所述飞秒激光处理为：飞秒激光波长为 800-900nm，脉冲重复频率 1-1.5KHz,脉宽为102-106fs，聚焦光斑直径为20μm，激光功率为 50mW，扫描速度为1.8mm/s。

所述飞秒激光处理为：飞秒激光波长为 850nm，脉冲重复频率 1.2KHz,脉宽为105fs，聚焦光斑直径为20μm，激光功率为 50mW，扫描速度为1.8mm/s。