铝合金无铬磷化处理

铝合金表面环保节能无铬转化处理技术1）、市场需求a). 为满足工业的不同要求，金属表面需要进行装饰和保护性处理。

铬酸盐化学转化处理技术是一种拥有百年历史的传统金属表面处理技术，广泛应用于航天航空、电子、汽车、制药、印刷、机械、化工、食品加工等工业领域的多种金属及合金的保护。

但由于铬酸盐的致癌性，欧洲联盟通过了自2006年7月1日起，投放欧盟市场的电子电气产品不得含有六价铬等六种有毒有害物质的ROHS 指令，我国也于2007年3月1日起执行欧盟RoHS指令。

b)．我国2008年铝合金产量1500万吨（挤压铝1350万吨，铸铝150万吨），按其中约三份之一(另外三分之二为阳极氧化、电泳法处理)及铸铝全部采用化学转化处理技术处理（约500万吨）以及处理每吨铝合金产品价格5000~10000元计算，铝合金表面化学转化处理技术市场产值在250~500亿元之间，利润达50~100亿元（按20%计）。

2）、技术水平铝合金表面环保节能无铬转化处理技术由西安建筑科技大学郭瑞光教授在国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研启动基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、中国人民解放军总装备部、陕西省科技厅、陕西省教育厅和西安市科技局的支持下，历时十年自主创新研发成功的拥有自主知识产权铝合金表面无铬转化处理技术，目前在产品、技术性能和经济指标等许多方面达到国际国内领先水平。

中国发明专利：ZL7,ZL6.3,ZL5.2,9.3。

3）、技术特点a）绿色环保、通用性好：处理过程不使用六价铬，经SGS检测，产品符合RoHS指令，既适用于一般铝合金，又适用于硬铝和铸造铝合金；b）工艺简单、经济高效：酸洗、转化两步工艺，常温几分钟转化处理，节能省时生产效率高、成本低；c）产品性能稳定：唯一生产控制指标为pH，生产操作控制容易，产品性能稳定，满足ASTM B921 2002 CL01标准。

二铝合金表面无铬转化处理国内外技术对比三铝合金表面铬酸盐转化膜处理替代技术介绍1）、技术背景为满足工业的不同要求和延长其使用寿命，金属表面往往需要进行装饰和保护性处理。

铝及铝合金前处理工艺1.本工艺适用于铝及其合金的磷化处理,处理后的膜层与各种涂装层(油漆、塑粉等有极强的附着力,经本工艺处理后的工件所形成的膜层有较强的抗蚀性能,与涂装层组合后能大幅度提高工件的整体抗腐蚀性能。

2.铝材在喷涂前处理中必须进行化学清洗和浸蚀,清除其表面粘附的油脂、自然氧化膜和灰尘等污染物,使铝合金基体裸露出来,形成均匀的活化表面,这是保证转化膜质量和喷涂质量的关键。

3.工艺流程:工件装挂→酸脱→水洗→磷化处理→水洗→烘干。

4.主要设备设备名称:酸脱槽,水洗槽,磷化槽;内衬要求:PVC ;加热设施:0℃左右。

5.工艺条件5.1铝脱 Yj-1360酸脱剂 25~50 g/L 温度常温时间 5~20min5.2磷化 Yj-6104磷化剂 25~50g/L 氧化剂 5~15点温度 5~40℃时间5-20min 注:槽液配制方法很简单,先在槽中加入约一半体积的水,然后加入Yj-1360 50Kg 或Yj-6104 50Kg,再加足量水。

6工艺操作说明6.1 预检: 零件表面不应有胶类、漆类、铝屑、砂粒、毛刺等缺陷。

6.2 酸脱: 将工件浸入酸脱液中脱脂,为了加快脱脂速度可晃动工件。

检验标准:目视检查,经酸脱液处理后铝合金表面露出金属本色,平整光亮,油污和自然氧化膜全部除净,水洗后水膜连续、完整,表面完全润湿,不挂水珠,无黑色挂灰和过腐蚀现象。

6.3 水洗: 将工件在水中清洗干净。

6.4 磷化:将工件浸入磷化液中进行磷化,为了磷化膜的均匀可上下移动工件。

6.5 水洗: 将磷化后的零件用流水清洗干净,零件内不能有未清洗的磷化液。

7.注意事项7.1 热处理和焊接件: 工件经过热处理或焊接后表面形成油污烧结的焦化物,延长脱脂时间或加大脱脂液浓度可彻底除净。

7.2 零件的绑扎:7.2.1 绑扎用的材料宜选用铝线,禁止使用铜线和镀锌线,可用退去锌层的铁线。

7.2.2 稍大的单件绑扎好,尽可能绑在离零件边沿最近的孔眼中,以减少对工件表面的影响。

毕业论文（设计）论文（设计）题目：6061铝合金无铬磷化工艺及性能研究姓名学号院系专业年级指导教师2014年5月10日目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (3)1.1 铝及其合金的简介 (3)1.2 铝及其合金的铬酸盐转化 (4)1.3 铝及其合金的无铬转化 (4)1.3.1 钛酸盐转化 (5)1.3.2 锆酸盐转化 (5)1.3.3 钼酸盐转化 (6)1.3.4 高锰酸盐转化 (6)1.3.5 稀土金属盐转化 (6)1.4 无铬转化技术存在的问题及发展趋势 (7)1.5 本文的研究意义及内容 (7)第2章实验方法 (9)2.1 试验材料 (9)2.2 工艺流程 (9)2.3 转化膜性能评定 (9)2.3.1 抗蚀性能测试 (9)2.3.2 转化膜膜厚测定 (10)第3章结果与讨论 (11)3.1 正交试验设计 (11)3.2 正交试验数据分析 (11)3.3 单因素试验结果与分析 (14)3.3.1 成膜温度对转化膜厚度、抗蚀性的影响 (14)3.3.2pH对转化膜厚度、耐蚀性的影响 (15)3.3 腐蚀失重率试验结果与分析 (17)第4章结论 (18)参考文献 (19)致谢 (21)摘要以稀土转化膜的点滴时间及膜厚作为评价指标，采用正交试验法研究出以Ce(NO3)3·6H2O和H2O2为促进剂的铝合金转化处理液的最佳配方及工艺参数。

Ce(NO3)3·6H2O 15 g·L-1，H2O2 4 ml·L-1，处理温度(35±2) ℃，处理时间是10 min，pH 为3.5，在该工艺条件下制备出的稀土铈转化膜具有较好的抗蚀性。

然后，比较在最佳工艺参数下形成的转化膜与铝及其合金基体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率。

结果表明，稀土铈转化膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率，提高金属基体的抗蚀性能。

关键词：6061铝合金；铈转化膜；正交试验；抗蚀性ABSTRACTTake the thickness of spot test time and conversion film as assessment criteria, the optimal formula and technological parameters of conversion processing solution with Ce(NO3)3·6H2O and H2O2, as additives were obtained as follows: Ce(NO3)3·6H2O 15 g·L-1, H2O2 4 ml·L-1, (35±2) ℃, 10min, pH=3.5. The rare earth element cerium conversion film formed under the technological conditions has good corrosion resistance. And the corrosion rates of conversion film prepared with optimum process parameters and aluminum alloy in 3.5%NaCl solution were compared. The results show that rare earth conversion film on aluminum alloy can reduce the corrosion rate of 6061 aluminum alloy, and thus improve the corrosion resistance of aluminum alloy matrix.Key words: 6061 aluminum; cerium conversion coatings; orthogonal test; corrosion resistance第1章绪论1.1 铝及其合金的简介铝在自然界中的分布十分广范，占地壳全部金属的1/3左右，在地壳中的分布量仅次于氧和硅，占全部化学元素的第三位，占全部金属元素的第一位。

铝合金无铬钝化技术
铝合金无铬钝化技术是一种利用无铬化合物代替传统铬酸钝化剂对铝合金表面进行处理的技术。

由于铬酸盐钝化剂在使用和废弃过程中对环境和人体有一定的危害，因此寻找一种更加环保的替代方案一直是铝合金表面处理领域的研究重点。

铝合金无铬钝化技术主要有以下几种：
钝化剂：利用无铬化合物代替传统的铬酸盐钝化剂，如钛盐、锌盐、钨盐等。

氧化法：在铝合金表面形成氧化层，氧化层可以提高铝合金的耐腐蚀性，常用的氧化剂有硫酸、硝酸、氢氧化钠等。

电化学法：通过电解的方式在铝合金表面形成氧化层，电解液中一般采用无铬化合物，如硫酸盐、草酸等。

薄膜覆盖法：利用有机物覆盖铝合金表面形成一层保护膜，如有机硅、聚酰亚胺、聚醚酮等。

无铬钝化技术的优点是环保、无毒、无害，同时钝化层的耐蚀性能与传统的铬酸盐钝化层相当，能够有效提高铝合金的耐蚀性和耐磨性。

铝件磷化处理
铝件磷化处理是一种将铝制品表面转化为磷化物的化学处理方法。

通过这种方法可以在铝制品表面形成一层坚硬、耐磨、耐腐蚀的磷化层，提高铝制品的耐用性和使用寿命。

铝件磷化处理的步骤一般包括清洗、酸洗、水洗、磷化和后处理等环节。

其中，磷化是最重要的一步，其作用是将铝表面的氧化物转化为磷化物，并形成一层坚硬的陶瓷膜。

磷化处理的效果不仅与磷化剂的种类和浓度有关，还与磷化时间、温度、酸度等因素有关。

一般情况下，磷化处理的时间为10-30分钟，温度为40-60℃，酸度为2-3%。

铝件磷化处理的优点是可以提高铝制品的耐用性、防腐性和美观度，同时还可以增加其与涂料、胶粘剂等材料的黏结力和附着力。

因此，磷化处理广泛应用于汽车、航空、电子、建筑等领域的铝制品生产和加工中。

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铝件磷化处理
铝件磷化处理是一种常见的表面处理方法，可以提高铝件的耐腐蚀性和耐磨性，同时还能增强涂层附着力。

磷化处理的原理是在铝表面形成一层无机化合物膜，可以防止铝与外界环境接触，从而起到保护作用。

磷化处理一般分为化学磷化和电化学磷化两种。

化学磷化是指将铝件浸泡在含有磷酸盐和氟化物的溶液中，在一定的温度和时间下形成磷酸铝盐膜的过程。

而电化学磷化则是在铝件表面施加电流，使其与磷酸盐和氟化物反应生成磷酸铝盐膜。

磷化处理后的铝件表面呈现出深灰色或黑色，同时具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。

在使用过程中，由于磷化层的存在，铝件表面不易受到外界的腐蚀和磨损，从而延长了使用寿命。

需要注意的是，磷化处理不是万能的，它只能在一定程度上提高铝件的性能。

在实际应用中，还需要结合其他表面处理方式和涂层技术来达到更好的效果。

同时，磷化处理也需要掌握正确的工艺和方法，否则可能会导致磷化层质量不稳定或者诱发其他问题。

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