一种环保无铬表面改性处理工艺的制作方法

1.本发明涉及金表面处理技术领域，特别涉及一种环保无铬表面改性处理工艺。


背景技术：

2.传统铬酸盐钝化技术已经不能满足环保要求，新型无铬钝化技术应运而生，具有巨大的市场应用前景需求。
3.由于铝的活动性较强，在空气及其它介质中腐蚀比较严重，耐磨性能较差。为了克服这些缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，其表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一个重要环节。目前常用的、最简单、行之有效的处理方法就是钝化，利用单因素实验，以点滴实验和中性盐雾实验为评判耐蚀性的标准，筛选出可以进一步提升基础配方耐蚀效果的有机或者无机添加剂。最终选出添加剂种类和浓度范围后，再次设计正交实验表，确定可以适用于a356压铸件型材的无铬无色钝化液配方。最优配方确定后，对其钝化工艺进行优化，以达到最佳的钝化效果，并使工艺流程简便快捷。在研宄钝化配方的过程中，通过对钝化膜表面元素分析和电化学测试，探究该钝化膜的成膜机制和耐蚀性机制，判断钝化膜的类型。
4.就是在不通电的情况下，把铝及铝合金产品放在钝化液中，进行化学反应，在其表面形成一种保护膜的过程。以提高铝及铝合金产品抗腐蚀、耐磨能力，并且经钝化处理后，不增加工件的厚度，不改变颜色等特点，保证了产品精度，操作方便。但是，其钝化液都是使用含有六价或三价的钝化液。由于六价铬易溶于水，并被土地吸收，对土壤理化性质及土壤生物特性(尤其是土壤微生物)和微生物群落结构产生明显的不良影响，从而影响土壤生态结构和功能稳定性。就会对植物及其它生物造成危害，导致植物腐朽、脱落而最终植株萎蔫枯死，同时，当大气中六价铬浓度大于0.033mg/m3，就可以发生呼吸炎症，引起肺气肿、支气管扩张，甚至引发癌症。由此可见，六价铬污染危害大、影响面广，且难治理。为此，提出一种环保无铬表面改性处理工艺。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明希望提供一种环保无铬表面改性处理工艺，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
6.本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种环保无铬表面改性处理工艺，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨用砂纸逐级打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入800-1000份蒸馏水，在40-50℃，2000-2500rpm下恒温搅拌80-90min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱
脂罐内，进行超声清洗，清洗时间10-30min；步骤四、漂洗基材：将超声清洗后的基材取出，放入至漂洗罐内进行漂洗，漂洗2-4次，清洗时采用翻转方式进行清洗；步骤五、钝化步骤：配制钝化液，所述钝化液包括如下原料：复合盐钝化剂10-15g/l、氧化铵25-30g/l、硝酸铵6-8g/l、以及余量的溶剂，所述溶剂为水，根据调比水的含量，将钝化液的浓度控制在26-35％；步骤六、经过钝化后，基材表面有一层钝化液覆盖的膜层，用无压力去离子水流冲洗基材表面，水膜依然目视可见，钝化后放入无尘环境室温下自然老化干燥12-24ｈ。
7.进一步优选的：所述步骤四中，超声清洗采用间隔超声清洗，每超声10min后间隔5min再继续进行清洗。
8.进一步优选的：所述步骤四中，还包括碱洗除油，使用的碱洗除油剂是高力集团提供的适用于该型材专用试剂，使用浓度为50g/l，使用温度是50℃，除油时长为5min，经过碱洗除油之后，铝合金基材表面在去离子水冲洗下，形成一水膜。
9.进一步优选的：所述步骤五中还包括活化步骤：铝合金铸件放入至表调罐内，所述表调罐内设置有翻转装置，所述铝合金铸件放入至工件吊框篮内，工件吊框篮放在翻转装置上，所述表调罐内设置有活化液，所述活化液包括如下原料：硫酸镍20g，柠檬酸钠180g，酒石酸钾钠170g以及水溶液580g，配制成的铝合金活化液倒入表调罐内进行升温，升温至40-50℃，进行定时活化步骤。
10.进一步优选的：所述步骤一中，基材打磨依次用400＃、600＃、1200＃砂纸逐级打磨。
11.进一步优选的：所述步骤四中，漂洗罐的翻转转速为3-7r/min。
12.本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：本发明钝化处理后的基材，表面仍具有检出光泽，本发明配制的钝化液具有钝化效果好，在没有铬添加的情况下，能够保证较长时间的耐盐雾实验，具有较强的耐腐蚀性能。
13.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
16.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。
因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
17.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
18.实施例一
19.如图1所示，本发明实施例提供了一种环保无铬表面改性处理工艺，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨依次用400＃砂纸打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入800份蒸馏水，在40℃，2000rpm下恒温搅拌80min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱脂罐内，进行超声清洗，清洗时间10min；步骤四、漂洗基材：将超声清洗后的基材取出，放入至漂洗罐内进行漂洗，超声清洗采用间隔超声清洗，每超声10min后间隔5min再继续进行清洗，漂洗罐的翻转转速为3r/min，漂洗2次，清洗时采用翻转方式进行清洗，还包括碱洗除油，使用的碱洗除油剂是高力集团提供的适用于该型材专用试剂，使用浓度为50g/l，使用温度是50℃，除油时长为5min，经过碱洗除油之后，铝合金基材表面在去离子水冲洗下，形成一水膜；步骤五、钝化步骤：配制钝化液，所述钝化液包括如下原料：复合盐钝化剂10g/l、氧化铵25g/l、硝酸铵6g/l、以及余量的溶剂，所述溶剂为水，根据调比水的含量，将钝化液的浓度控制在26％，步骤五中还包括活化步骤：铝合金铸件放入至表调罐内，所述表调罐内设置有翻转装置，所述铝合金铸件放入至工件吊框篮内，工件吊框篮放在翻转装置上，所述表调罐内设置有活化液，所述活化液包括如下原料：硫酸镍20g，柠檬酸钠180g，酒石酸钾钠170g以及水溶液580g，配制成的铝合金活化液倒入表调罐内进行升温，升温至40℃，进行定时活化步骤；步骤六、经过钝化后，基材表面有一层钝化液覆盖的膜层，用无压力去离子水流冲洗基材表面，水膜依然目视可见，钝化后放入无尘环境室温下自然老化干燥12ｈ。
20.实施例二
21.本发明实施例提供了一种环保无铬表面改性处理工艺，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨依次用600＃砂纸打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入900份蒸馏水，在45℃，2200rpm下恒温搅拌85min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱脂罐内，进行超声清洗，清洗时间20min；步骤四、漂洗基材：将超声清洗后的基材取出，放入至漂洗罐内进行漂洗，超声清洗采用间隔超声清洗，每超声10min后间隔5min再继续进行清洗，漂洗罐的翻转转速为5r/min，漂洗3次，清洗时采用翻转方式进行清洗，还包括碱洗除油，使用的碱洗除油剂是高力集团提供的适用于该型材专用试剂，使用浓度为50g/l，使用温度是50℃，除油时长为5min，经过碱洗除油之后，铝合金基材表面在去离子水冲洗下，形成一水膜；步骤五、钝化步骤：配制钝化液，所述钝化液包括如下原料：复合盐钝化剂12g/l、
氧化铵28g/l、硝酸铵7g/l、以及余量的溶剂，所述溶剂为水，根据调比水的含量，将钝化液的浓度控制在30％，步骤五中还包括活化步骤：铝合金铸件放入至表调罐内，所述表调罐内设置有翻转装置，所述铝合金铸件放入至工件吊框篮内，工件吊框篮放在翻转装置上，所述表调罐内设置有活化液，所述活化液包括如下原料：硫酸镍20g，柠檬酸钠180g，酒石酸钾钠170g以及水溶液580g，配制成的铝合金活化液倒入表调罐内进行升温，升温至45℃，进行定时活化步骤；步骤六、经过钝化后，基材表面有一层钝化液覆盖的膜层，用无压力去离子水流冲洗基材表面，水膜依然目视可见，钝化后放入无尘环境室温下自然老化干燥12-24ｈ。
22.实施例三
23.本发明实施例提供了一种环保无铬表面改性处理工艺，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨依次用1200＃砂纸打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入1000份蒸馏水，在50℃，2500rpm下恒温搅拌90min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱脂罐内，进行超声清洗，清洗时间30min；步骤四、漂洗基材：将超声清洗后的基材取出，放入至漂洗罐内进行漂洗，超声清洗采用间隔超声清洗，每超声10min后间隔5min再继续进行清洗，漂洗罐的翻转转速为7r/min，漂洗4次，清洗时采用翻转方式进行清洗，还包括碱洗除油，使用的碱洗除油剂是高力集团提供的适用于该型材专用试剂，使用浓度为50g/l，使用温度是50℃，除油时长为5min，经过碱洗除油之后，铝合金基材表面在去离子水冲洗下，形成一水膜；步骤五、钝化步骤：配制钝化液，所述钝化液包括如下原料：复合盐钝化剂15g/l、氧化铵30g/l、硝酸铵8g/l、以及余量的溶剂，所述溶剂为水，根据调比水的含量，将钝化液的浓度控制在35％，步骤五中还包括活化步骤：铝合金铸件放入至表调罐内，所述表调罐内设置有翻转装置，所述铝合金铸件放入至工件吊框篮内，工件吊框篮放在翻转装置上，所述表调罐内设置有活化液，所述活化液包括如下原料：硫酸镍20g，柠檬酸钠180g，酒石酸钾钠170g以及水溶液580g，配制成的铝合金活化液倒入表调罐内进行升温，升温至50℃，进行定时活化步骤；步骤六、经过钝化后，基材表面有一层钝化液覆盖的膜层，用无压力去离子水流冲洗基材表面，水膜依然目视可见，钝化后放入无尘环境室温下自然老化干燥24ｈ。
24.表1本钝化液与铬酸钝化液钝化效果比较
25.从以上的试验结果来看，经本钝化液钝化后的试样抗腐蚀性能比铬酸钝化的试样好，完全可以取代铬酸钝化。
26.钝化处理后的基材，表面仍具有检出光泽，本发明配制的钝化液具有钝化效果好，在没有铬添加的情况下，能够保证较长时间的耐盐雾实验，具有较强的耐腐蚀性能。
27.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨用砂纸逐级打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入800-1000份蒸馏水，在40-50℃，2000-2500rpm下恒温搅拌80-90min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱脂罐内，进行超声清洗，清洗时间10-30min；步骤四、漂洗基材：将超声清洗后的基材取出，放入至漂洗罐内进行漂洗，漂洗2-4次，清洗时采用翻转方式进行清洗；步骤五、钝化步骤：配制钝化液，所述钝化液包括如下原料：复合盐钝化剂10-15g/l、氧化铵25-30g/l、硝酸铵6-8g/l、以及余量的溶剂，所述溶剂为水，根据调比水的含量，将钝化液的浓度控制在26-35％；步骤六、经过钝化后，基材表面有一层钝化液覆盖的膜层，用无压力去离子水流冲洗基材表面，水膜依然目视可见，钝化后放入无尘环境室温下自然老化干燥12-24ｈ。2.根据权利要求1所述的一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，超声清洗采用间隔超声清洗，每超声10min后间隔5min再继续进行清洗。3.根据权利要求1所述的一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，还包括碱洗除油，使用的碱洗除油剂是高力集团提供的适用于该型材专用试剂，使用浓度为50g/l，使用温度是50℃，除油时长为5min，经过碱洗除油之后，铝合金基材表面在去离子水冲洗下，形成一水膜。4.根据权利要求1所述的一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于：所述步骤五中还包括活化步骤：铝合金铸件放入至表调罐内，所述表调罐内设置有翻转装置，所述铝合金铸件放入至工件吊框篮内，工件吊框篮放在翻转装置上，所述表调罐内设置有活化液，所述活化液包括如下原料：硫酸镍20g，柠檬酸钠180g，酒石酸钾钠170g以及水溶液580g，配制成的铝合金活化液倒入表调罐内进行升温，升温至40-50℃，进行定时活化步骤。5.根据权利要求1所述的一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于：所述步骤一中，基材打磨依次用400＃、600＃、1200＃砂纸逐级打磨。6.根据权利要求1所述的一种环保无铬表面改性处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，漂洗罐的翻转转速为3-7r/min。

技术总结
本发明提供了一种环保无铬表面改性处理工艺，包括如下工序：步骤一、基材打磨：基材打磨用砂纸逐级打磨，除掉基材表面的深度机械划痕和锈迹；步骤二、基材清洗：配置离子水，所述离子水按质量份数取99份负离子材料和1份乳化剂，加入800-1000份蒸馏水，在40-50℃，2000-2500rpm下恒温搅拌80-90min，得到负离子水混合液；步骤三、将上述负离子水混合液放入至超声波脱脂罐内，将基材放入至超声波脱脂罐内，进行超声清洗，清洗时间10-30min；本发明钝化处理后的基材，表面仍具有检出光泽，本发明配制的钝化液具有钝化效果好，在没有铬添加的情况下，能够保证较长时间的耐盐雾实验，具有较强的耐腐蚀性能。强的耐腐蚀性能。强的耐腐蚀性能。


技术研发人员：王浩峰
受保护的技术使用者：苏州利特新金属制品有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/5