铝及铝合金无铬钝化的研究进展

高性能无铬钝化剂在铝材涂装上的应用摘要：在有色金属中，应用铝型材是相对广泛的，处理这种材料表面的方式为，阳极氧化以及粉末喷涂、电泳涂装。

但是实施涂装之前通常是采取六价铬钝化工艺，工人操作时可能会接触到六价铬，同时产生六价铬废水，不仅对于人们的健康造成威胁，而且会破坏环境。

所以，对于无铬钝化工艺进行研究和推广已经是大势所趋，是当前社会践行绿色制造以及节能减排的需要。

关键词：高性能；无铬钝化剂；铝材涂装；应用情况在本文中，深入的研究了高性能无铬钝化剂在铝材涂装上的应用情况。

开发出无铬和无磷钝化剂ZH-563，其具备了良好的环保性，能够进行无铬和无磷的反应性转化涂层。

其中，在钝化液内无金属铬成分，可以在喷涂之前进行处理，操作便捷，能够将操作者的作业环境改善，而且降低破坏环境的程度。

另外，钝化属于常温处理，不仅可以减少钝化时间，而且能够最大限度的节约能源。

一、开发试验概况（一）处理铝材的步骤和钝化工艺情况应用的基材是尺寸为100mm×50mm×0.5mm的6063铝板，概括其处理的工艺流程为：第一，进行酸性除油，在常温状态下进行，即5%SF-512，时间为5分钟；第二，进行水洗；第三，进行纯水洗，确保电导率在100μs/cm以下；第四，实施钝化处理；第五，进行纯水洗或者不水洗的方式；第六，予以干燥处理，即在60℃到120℃的环境中进行15分钟时间的干燥；第七，进行喷涂，采取静电喷涂聚酯粉末举措，掌握厚度是在（50±5）μm；第八，进行烘烤，时间为15分钟左右，温度为180℃-220℃之间。

另外，钝化的工艺指标为：ZH-563：0.50%-4.00%；pH值：1.0-4.0；θ/℃：5-40；t/s：10-180。

其中构成ZH-563钝化剂的主要成份为促进剂、钛盐以及钴盐、硅烷等，为有机以及无机成份，排除铬成份。

（二）测试性能方法首先，进行测试抗冲击性。

应用冲击试验器，把涂漆膜板在铁砧平放，机械具有变形以后，将胶带在表面处进行覆盖。

中国铝材无铬钝化剂市场分析及前景预测研究报告
本报告主要对中国铝材无铬钝化剂市场进行分析，包括市场概况、竞争格局、产品特点以及市场前景等方面，以下为摘要：
一、市场概况
随着环保意识不断提高，国家对环保要求也越来越高。

而铬酸钠等含有有害物质的钝化剂，已经被淘汰。

因此，无铬钝化剂成为了未来的发展趋势。

目前，中国铝材无铬钝化剂市场规模已经逐渐扩大，并逐渐替代了传统的钝化剂。

二、竞争格局
中国铝材无铬钝化剂市场中，各品牌和企业之间存在着一定的竞争。

主要品牌有海迈特、凌云化学、东晶等。

其中，海迈特作为无铬钝化剂的领导品牌，占据着中国市场份额的大部分。

三、产品特点
无铬钝化剂具有环保、高效、易施工等特点。

相较于传统的钝化剂，无铬钝化剂还具备其他方面的优势，如降低成本、提高铝表面的质量等。

四、市场前景
随着环保意识的提高以及国家政策的支持，中国铝材无铬钝化剂市场的前景十分广阔。

未来，随着技术不断更新和应用范围
的扩大，无铬钝化剂的市场份额很有可能还会不断提高。

综上所述，中国铝材无铬钝化剂市场前景十分广阔。

希望本报告能够为相关企业提供参考，并为行业的发展做出积极的贡献。

文章编号:1001-3849(2010)06-0026-05铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展訾赟,安成强,郝建军(沈阳理工大学环境与化学工程学院,沈阳110168)摘要:研究和开发实用性强、环境友好型铝合金化学氧化工艺是未来发展的方向。

综述了国内外几种主要铝合金无铬化学氧化工艺的特点及发展现状,其中包括锆酸盐氧化、钛酸盐氧化、钼酸盐氧化、锂盐氧化、高锰酸盐氧化、稀土金属盐氧化及有机类氧化等工艺。

并对铝合金无铬化学氧化工艺的研究方向进行了展望。

关键词:铝合金;无铬;化学氧化中图分类号:TG174.45文献标识码:AResearch Progress of Chro mate-free Che m icalOxi dationTechnologies for A lu m i nu m A lloysZIY un,AN Cheng-qiang,HAO Jian-j u n(Schoo l of Env ironm ent and Che m ical Engineeri n g,Shenyang Ligong University,Shenyang110168, China)Abstract:Deve lopm ent o f better practicality and env ironm en tal friendly techno l o g ies is the research d irec-ti o n of chro m ate-free che m ical ox idati o n for alu m i n um a ll o ys.Character i s tics and deve l o pm ent stat u s o f severalm a i n chr o m ate-free che m ical ox ida ti o n processes for alu m i n um a ll o ys ho m e and abroad w ere re-v ie w ed.E m phasis is p laced on processes o f zirconate ox idati o n,titanate ox idati o n,m o l y bdenate ox i d a-ti o n,lith i u m salt ox i d ation,per m anganate ox i d ati o n,rare eart h sa lt ox idati o n and or ganic co m pound ox-i dation.And the direction o f i n vesti g ation on chro m ate-free che m i c al ox idati o n techno l o g i e s for a l u m inum alloys w as po i n ted ou.tK eyw ords:a l u m i n u m a ll o y;chr o m ate-free;che m ical ox i d ation引言铝合金材料是工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。

《铸铝材料无铬钝化工艺及性能研究》一、引言随着环保意识的日益增强，对工业生产中的环境污染控制提出了更高的要求。

铸铝材料作为工业领域的重要材料之一，其表面处理工艺对于提高产品的耐腐蚀性、延长使用寿命具有重要影响。

传统的铬酸盐钝化工艺虽然效果显著，但因铬的毒性及对环境的污染性，已逐渐被淘汰。

因此，研究铸铝材料无铬钝化工艺及性能，对于实现绿色制造和可持续发展具有重要意义。

二、铸铝材料无铬钝化工艺研究（一）无铬钝化处理概述无铬钝化处理是指采用非铬化合物替代传统铬酸盐进行表面处理，以达到提高铸铝材料耐腐蚀性的目的。

目前，常用的无铬钝化处理方法包括稀土转化膜、硅烷膜等。

（二）无铬钝化处理工艺流程以硅烷膜法为例，无铬钝化处理流程如下：表面处理→ 清洗→ 硅烷溶液浸泡→ 再次清洗→ 干燥→ 形成钝化膜。

具体来说，首先对铸铝材料进行表面清洗，去除油污和杂质；然后将其浸泡在硅烷溶液中，形成硅烷膜；最后进行清洗和干燥处理，形成稳定的钝化膜。

（三）关键因素及优化措施无铬钝化处理过程中，温度、时间、浓度等关键因素会影响到成膜质量。

优化措施包括严格控制工艺参数、合理选择溶液配比和添加助剂等。

此外，对铸铝材料进行预处理和后处理也是提高成膜质量的重要手段。

三、无铬钝化膜性能研究（一）耐腐蚀性无铬钝化膜具有较好的耐腐蚀性，能够在一定程度上抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀。

与传统的铬酸盐钝化膜相比，无铬钝化膜的耐腐蚀性能相当甚至更优。

（二）硬度与耐磨性无铬钝化膜的硬度较高，具有较好的耐磨性能。

这使得铸铝材料在经过无铬钝化处理后，能够抵抗磨损和划痕，延长使用寿命。

（三）环境友好性无铬钝化处理不使用含铬化合物，避免了重金属污染和有毒废水的产生。

同时，无铬钝化膜的制备过程也更加环保，符合绿色制造的要求。

四、实际应用及前景展望（一）实际应用铸铝材料无铬钝化工艺已广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。

例如，在汽车制造中，铸铝零件经过无铬钝化处理后，可提高其耐腐蚀性和使用寿命，降低维护成本。

铝及铝合金无铬钝化研究进展崔珊;安成强;郝建军【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2016(45)6【摘要】铝合金可加工成各种板材、型材、铝铸件,为了减少其在工业环境中的腐蚀损失,需进行钝化处理。

钝化常作为涂层的预处理步骤,钝化膜能增强铝合金表面与有机涂层的结合力,进一步提高涂层对基体的防护能力。

目前无铬钝化主要是钼酸盐钝化、稀土盐钝化、锆/钛盐钝化及有机物钝化,因此对这几种主要化学钝化法的研究进程及现状进行了综述。

钼酸盐复配其他盐协同缓蚀,能够获得更强的耐腐蚀性能。

稀土盐中加入强氧化剂和成膜促进剂,可以简化处理工艺,降低腐蚀电流。

锆、钛盐中加入有机物形成复合膜,能够改善单一膜层的耐腐蚀性能,提高与基体的结合力。

硅烷在铝合金表面形成交联结构,从而表现出良好的封闭效果。

在硅烷中加入纳米粒子可以获得更好的膜层表面形貌,加入稀土及其氧化物可提高耐腐蚀性能。

硅烷两步法成膜过程中,成膜次序不同能够获得不同的膜层物理性能和耐蚀效果。

最后,对未来无铬钝化工艺的研究方向进行了展望。

【总页数】7页(P63-69)【关键词】铝及铝合金;无铬钝化;耐腐蚀性;硅烷;复合膜【作者】崔珊;安成强;郝建军【作者单位】沈阳理工大学环境与化学工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG174.45【相关文献】1.铝及铝合金无铬钝化的研究进展 [J], 王昊;安成强;郝建军;林雪;陈梨2.铝及铝合金无铬表面处理技术研究进展 [J], 纪红;朱祖芳3.铝及其合金无铬钝化的研究进展 [J], 王双红;刘常升;单凤君4.铝合金无铬钝化的研究进展 [J], 李季;孙杰;安成强5.无铬钝化与三价铬钝化的研究进展 [J], 于元春;李宁;胡会利;张景双;屠振密因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

铝合金无铬钝化工艺及性能研究来自知网收藏引用作者訾赟摘要使用最广泛的铝合金钝化处理技术是铬酸盐钝化,但传统铬酸盐钝化膜仍存在着环境方面的不足,研制性能优良的无铬钝化膜具有重要的理论和实际意义。

本文主要研究了LY12铝合金表面的锆酸盐钝化工艺,通过单因素实验、正交优化等方法确定了锆酸盐钝化中高锰酸钾-氟锆酸钾钝化和双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺。

研究表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化的最佳工艺为:KMnO_4含量5.0g/L,K_2ZrF_6含量3.0g/L,pH值2.2,温度50℃,时间60s;双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺为:H_2O_2浓度45ml/L,K_2ZrF_6含量5.0g/L,pH值3.0,温度50℃,时间90s。

通过电化学性能测试和中性盐雾实验对锆酸盐钝化膜的耐蚀性进行研究,其结果表明双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性要比高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性有很大提高,双氧水-氟锆酸钾钝化膜显著提高了铝合金的抗腐蚀能力。

采用SEM、EDS对锆酸盐钝化膜进行分析,结果表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的膜层表面吸附着颗粒状的氧化物,并且有明显的凹陷存在,钝化膜由Al、O、Mn、Zr等元素组成。

双氧水-氟锆酸钾钝化膜的整个膜层表面都分布着不均匀的皲裂纹,整体类似于“干枯河床”状,同时还呈现出多孔的蜂窝结构,钝化膜由Al、O、Zr等元素组成。

通过电化学性能测试、中性盐雾实验和SEM表面形貌分析对不同的后处理工艺进行筛选,确定了氟-镍+沸水双重后处理工艺。

并与未经过后处理的钝化膜进行对比,结果表明钝化膜经过后处理可以有效地改善膜层的表面形貌,提高膜层的耐腐蚀性能。

将锆酸盐钝化膜与铬酸盐钝化膜进行氟-镍+沸水双重后处理,通过电化学性能测试和中性盐雾实验对不同钝化膜的耐蚀性进行对比研究,其结果表明锆酸盐钝化膜中的双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性优于高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性,与铬酸盐钝化膜的耐蚀性相接近。

无铬钝化研究进展华南理工大学材料学院卢锦堂孔纲1. 热镀锌层的白锈与钝化1.1 白锈的产生与钝化膜(1)白锈的产生机理--“氧浓差腐蚀电池”原理阳极反应为：Zn→Zn2+ + 2e；阴极反应为：O2 + 4e- + 2H2O→4OH-；总反应为：2Zn+O2+2H2O→2Zn(OH)2（白、疏松）起保护作用的碱式碳酸锌不能生成(2) 钝化膜的作用和要求钝化膜阻滞阳极反应和（或）阴极反应(见右图)，延迟白锈出现时间成膜要求：黏附牢固，连续均匀，绝缘性好，不溶于水，色泽合适钝化液要求：水溶性，稳定1.2 常规铬酸盐钝化☐机理:由三价铬和六价铬形成的Cr/金属混合物钝化膜组成，其中三价铬作为骨架，而六价铬（铬酸盐离子）很容易从钝化膜中渗出来作为缓蚀剂,使膜层具有“自愈”能力。

☐特点：隔绝、自愈、结合力好☐优点：使用浓度低（批量热镀锌用0.1～0.2%）、成本低、耐白锈效果好。

☐缺点：六价铬盐毒性高且致癌。

部分铬酸盐钝化产品已在欧美国家禁用。

1.3 铬酸盐钝化的替代物☐有机物方面：植酸、羟乙叉基二膦酸、单宁酸、二氨基三氮杂茂(BAT4)及其衍生物、苯骈三氮唑（BTA）、季铵盐等；☐无机盐方面：磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、锆盐、钴盐、稀土盐等；☐无机盐+ 有机物方面：水溶性丙烯酸树脂+钼酸盐、硅烷+稀土盐、BTA+ 钨酸盐等。

2. 有机物涂层2.1 水溶性树脂类水溶性树脂类包括丙烯酸树脂、聚胺脂、环氧树脂等，单独用易产生微裂纹丙烯酸树脂膜的微裂纹2.2 吸附作用与螯合物类☐羟乙叉基二膦酸是一种重要的金属缓蚀剂、螯合剂，Zn2+可与HEDP在金属表面形成铬合物的沉淀膜☐生成了一层最大厚度为3nm的保护性三氮杂茂锌膜(Zn－BA T4),为不溶性有机复合物薄膜膜内分子以配位形式与金属基体结合构成屏蔽层☐植酸是金属的优良缓蚀剂，金属表面处理的理想螯合剂，植酸在金属表面同金属络合时，易形成一层致密的单分子有机保护膜，能有效地阻止O2等进入金属表面，从而抑制金属的腐蚀2.2 吸附作用与螯合物类(续）☐BTA属于混合型缓蚀剂，在锌的表面上发生吸附，能与金属锌形成螯合官能团。

铝合金无铬氧化工艺研究进展摘要：本文介绍了国内外研究的几种主要无铬钝化工艺，指出随着对环保要求的提高，用低毒性的钝化剂代替高毒性的六价铬酸盐的研究受到重视。

关键词：铝合金无铬化学氧化1、引言铝合金化学性质十分活泼,在碱性与酸性条件下容易发生腐蚀,必须经化学转化、阳极氧化、微弧氧化、化学镀和电镀等表面处理后,才能满足工业生产需求。

在众多的处理方法中,化学氧化处理因工艺简单,设备投资少,运行成本低而备受青睐。

近年来,铝合金表面无铬转化膜的研究与应用,已取得了一定的进展。

本p3、铝合金无铬氧化工艺3.1 锆酸盐系含锆溶液代替铬酸盐用于铝材表面的预处理已被确认。

锆基无铬钝化液主要含有H2ZrF6或K2ZrF6，提供Zr和F。

另外，常需加入少量的HF。

近来开发的锆基钝化液还包括一些高分子化合物。

研究人员发明了一种基于H2ZrF6的可自然干燥的无铬钝化液，研究出一种可阴极极化处理石墨和钛的锆基处理液，反应过程中，阴极极化促进Zr(OH)4沉淀在表面而后用升温的办法使其转化为ZrO2。

有学者在铝合金表面制备了锆盐转化膜。

通过盐雾试验、电化学试验、氧化膜微观结构与涂膜结合力测试，研究了锆盐转化膜的耐蚀性与漆膜的结合力,并与通用的铬酸盐转化膜和无铬转化膜进行对比。

结果表明:锆盐转化膜120h盐雾试验的耐蚀等级达8级，在3.5%NaCl溶液中铝合金的自腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度大大降低；转化膜层均匀多孔，含有Al，O，Zr和Mg元素，且与漆膜结合力良好。

3.2 钛酸盐系钛与铬性质非常相似，在几乎所有的自然环境中都不腐蚀。

其极好的腐蚀阻力源于在其表面上所形成的连续稳定、结合牢固和具有保护性能的氧化膜层。

钛的高反应活性以及与氧极强的亲和力使得其金属表面暴露于空气中或潮温环境中能立即形成氧化膜。

事实上，如同铬酸盐化学氧化膜一样，只要环境中微量的氧或水(潮气)存在，由于钛与氧极强的亲和力，遭到破坏的氧化钛膜就能够立即自我修复。