[其他]高硅鋁合金無氫氟酸前處理的化學氧化法

無效

• 申請號: 86108470
• 申請日: 1986-12-13
• 公開（公告）號: CN86108470A
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發明（設計）人: 葉舟;劉嘩紅;皮啟德;范向東
• 申請（專利權）人: 第二汽車制造廠
• 主分類號: C23C22/37
• 分類號: C23C22/37
• 代理公司: 第二汽車制造廠專利事務所
• 代理人: 陳桂祥

本發明涉及鋁和鋁合金，特別是高硅鋁合金的表面保護，屬于用表面反應法在輕金屬表面上形成氧化物層的方法。

通過化學氧化在鋁合金的表面形成一層耐腐蝕和帶有色彩的轉化膜的方法，在已有技術中已有多種，西德專利2426392（1974年9月12日公布）就提供了一種快速化學氧化方法。但是，已有的方法均要求鋁或鋁合金在氧化前進行前處理，以去除金屬表面的油脂、污垢或其它臟物。對于高硅鋁合金來說，這類前處理要求更為嚴格，通常在脫脂（除油）處理后，要用強堿進行堿蝕，以徹底清除工件表面的自然氧化膜。同時，為了去除堿蝕后產生的黑膜和將殘存的堿液中和掉，還要進行酸蝕，而且鑒于合金中所含硅的性質，這種酸蝕幾乎毫無例外地要使用硝酸和氫氟酸的混合液。這種前處理不僅氫氟酸的耗量大、成本高，而且它對人體有害，易造成污染。另一方面，脫脂-堿蝕-酸蝕以及伴隨其間的多次清洗，工藝流程，占用設備多，占地面積大，生產率也難以提高。

本發明的目的就在于提供一種新的化學氧化方法，不采用既不經濟又有危害的氫氟酸，同時盡可能簡化工序，降低成本，提高生產率。

如所周知，鋁這種金屬非常活潑，因而鋁和鋁合金的表面，在空氣中極易形成一層自然氧化膜。傳統的觀點認為，化學氧化前必須把這層氧化膜清除干凈，而實際上經氧化處理后所形成的轉化膜中一般都含有Al₂O₃（即自然氧化膜）。這就意味著，只要自然氧化膜與基體的結合是牢固的，氧化處理前未必要清除得那么徹底。而就高硅鋁合金而言，如果能減少前處理，也就減少了產生黑膜的機會，從而減少了使用氫氟酸去除黑膜的必要性。本發明正是根據這一構思做出的。

對于按正常工藝流程加工完畢的高硅鋁合金零件，只要未因長期擱置而遭受嚴重腐蝕，本發明提供的化學氧化方法如下：在含有Cr⁶⁺、Fe（CN）^-3₆和F^-等離子的一般氧化用酸性溶液中，加入少量表面活性劑和適量的Cl^-離子，即構成化學氧化用液。用磷酸、硝酸或鹽酸調整，使溶液的ph值保持在1～1.7之間。在5～45°的溫度下，將符合上述條件的工件，不經任何前處理，直接浸入溶液中1秒至10分鐘撈出，即將原來的脫脂、堿蝕、酸蝕和化學氧化并為一步完成表面處理。

在所述方法中，表面活性劑通常應選在酸性溶液中潤濕性好的，其加入量視工件的油污情況而定，一般取0.3～1mL/L為宜。Cl^-可以以酸或鹽的形式加入。在酸性條件下，Cl^-有一定的去除自然氧化膜的能力，其含量為0.1～1g/L（以Cl^-計），實用中視溫度和對顏色的要求而定，溫度低可取上限，要求顏色淡可取下限，甚至不加。

采用本方法的最佳條件是：Ph值取1.5～1.7，溫度保持在20～30℃，時間控制在30秒以內。具體操作除浸入法外，還可以采取噴、涂或其它可使液體與工件接觸的方式。

當工件表面油污很重或/和自然氧化膜很厚時，可適當增加少許與鋁反應少的前處理。

本發明的最佳實施例如下：

處理對象：鑄鋁ZL16（含Si9～11%，Cu3～4%）。

表面情況：油污一般，自然氧化膜一般。

溶液成份：H₃PO₄1ml/l

CrO₃5g/l

K₃Fe（CN）₆0.5g/l

NaF????0.5g/l

NaCl????0.3g/l

洗滌劑????1ml/l

PH????1.5

溫度????25℃

操作步驟：將試樣直接浸入該溶液中5秒鐘，清洗后用熱風吹干，得到亮淺黃帶五彩的轉化膜。按JB2864-81進行5%的中性鹽霧試驗，五周期不出現腐蝕白點

采用本發明的優點是：

1、工序簡單，成本低，投資省，成本及投資均只有傳統方法的一半左右;

2、因不使用氫氟酸，從而避免了對人體的危害和對環境的污染;

3、操作方便，生產效率高，比傳統方法約可提高生產率一至二倍;

4、所用溶液適合于各種鋁及鋁合金的化學氧化，而且溫度范圍寬，抗雜質能力強，在機械、航空、建筑及輕工等領域均可采用。