[发明专利]一种铝或铝合金钝化液

说明书

本发明提供了一种铝或铝合金钝化液，所述镀液中包括有一定比例的非晶态氧化铝，所述非晶态氧化铝能够有效的先定填充钝化过程中形成的孔道，最终获得致密钝化膜，从而显著提高钝化膜的耐腐蚀性和硬度。

技术领域

本发明涉及铝或铝合金表面处理技术领域，尤其涉及无铬环保、酸性钝化液钝化工艺。

技术背景

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，该类腐蚀具有隐蔽性强、难控制、破坏迅速等特点，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，铝及其合金型材或器件在使用前大多需要进行表面处理。

钝化处理是铝合金等金属材料常用的表面处理技术。铬酸盐钝化因其所获钝化膜耐蚀性优良、成本低廉、操作方便而得到广泛的应用。但铬酸盐(Cr6+)毒性高，易致癌，对人体与环境危害严重。欧盟颁布的RoHS和WEEE法规明令禁止或限制涉及六价铬工艺的使用，铬酸盐工艺将逐步退出应用领域。因此，开发无毒、环保的绿色钝化技术已成该领域发展的必然趋势。铬酸盐钝化的替代技术开发正受到广泛关注，各种系列的无铬钝化技术如钼酸盐体系、高锰酸盐体系、以及钛锆体系等处理工艺相继出现。

钼酸盐体系：在膜层结合力及稳定性方面尚显不足，与传统的铬酸盐转化膜相比仍有不小的差距，至今未被广泛应用于铝合金的表面处理。

高锰酸盐体系：高锰酸盐体系主要采用高锰酸钾作为溶液的基础添加剂，在此基础上辅助添加各类无机、有机添加剂，在铝及铝合金表面形成一层有色的转化膜。与钼酸盐体系类似，高锰酸盐在成膜体系中主要体现其强氧化性，提高了成膜过程中铝合金表面溶解与新膜层沉积的反应速度，但是高锰酸盐体系所形成的转化膜大多会有明显的孔洞，并伴随有大量的沉淀。

钛锆体系是当今为数不多被投入工业生产的铝合金表面无铬化处理工艺，具有完全代替铬酸盐体系的潜在能力。

除以上体系，铝合金表面无铬化处理工艺主要集中在各类金属盐为基础成分的处理工艺，如锂酸盐、钴酸盐等。除此之外，也有以有机酸为基础成分的处理工艺，如有机酸转化膜、硅烷处理法等。

但是现有技术中存在一个明显的技术问题，即钝化膜表面存在有孔洞，所述孔洞的存在，腐蚀性离子如氯离子会通过所述孔道接触基材，进而会降低钝化层的防腐效果，但是所述孔洞形成是不可避免的，因为铝合金表面存在大量的晶界和亚微结构，如中间相、偏析、夹杂物和氧化膜的微小缝隙等，构成了电化学腐蚀微电池。铝合金表面做为微电池阳极区的基体发生溶解反应，而在阴极性区域发生析氢或吸氧阴极还原反应：2H⁺+2e→H₂，同时腐蚀性的钝化液本身也会与铝材发生析氢反应，因此对于铝合金钝化液而言，只要使用钝化液，难免会在钝化层表面形成孔洞。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的钝化层存在孔洞，钝化膜致密性低，抗腐蚀性差，硬度低等问题，提出一种铝或铝合金钝化液：

一种铝或铝合金钝化液，所述钝化液包括有由

硝酸镨 7-10g/L；

KMnO₄ 3-4g/L；

0.3-0.5g/L NaF；

0.1-0.5g/L咪唑啉季铵盐阳离子水性缓蚀剂；

0.1-0.15g/L异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯

1-2g/L纳米非晶态氧化铝颗粒；