铝及铝合金的钝化

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铝及铝合金的钝化
深圳雷邦磷化液工程部编辑
摘要:铝及铝合金工件,无论是化学氧化或阳极氧化得到的氧化膜都是多孔的,易污染的,
抗蚀性亦差,即令膜染色后亦应进行钝化戍封闭处理,以提高其耐蚀性。
一、铝及铝合金化学氧化后钝化
铝及铝合金工件化学氧化膜钝化处理见表 1。 表 1 铝及铝合金化学氧化后钝化液配方及工艺条件
碳酸钠/g.L-1
18
4
氢氧化钠/g.L-1
(或 13)
3
PH 值
6~7
6.5~7
6.5~7.5
温度/℃
90~95
90~95
90~95
时间/min
2~5
20~30
2~5
③几点注意事项
a. 工件要求封闭处理前,工件一定要清洗干净,以免将酸带入封闭槽中。此外,应防
止工件与槽接触,以免破坏氧化膜。
b. 二对封闭液中杂质进行限制当SO42+ > 0. 2g/L时,可加人适量铬酸钙(CaCrO4)沉淀过 滤 排 除 , 否 则 会 令 封 闭 工 件 色 变 淡 且 发 白 ; 当 SO42+ > 0.02g/L 时 , 可 添 加 硫 酸 铝 钾 [K2Al2(SO4)4.24H2O]0.1~0.15g/L,否则会令封闭工件发白,耐蚀性下降。当Cl- > 1.5 g/L时, 封闭液需稀释或更换,否则会对工件氧化膜产生腐蚀。
①原理在重铬酸盐水溶液中,氧化吸附了重铬酸盐后发生化学反应,生成碱式铬酸铝
[Al(OH)CrO4]和重铬酸铝[Al(OH)Cr2O7],这些生成物填充进膜孔隙,从而起到封孔作用。 ②溶液配方及工艺条件见表 3.
表 3 重铬酸盐封闭溶液配方及工艺条件
配方
项目
1
2
3
重铬酸钾/g.L-1
100
40~55
15
配方号
溶液成分
含量 /g.L-1
温度 /℃
时间
烘烤温度
备注
适用于酸
1
重铬酸钾(K3Cr4O7) 30~50 90~95 5~10min
≤90
性氧化
适用于碱
2
铬酐(CrO4)
20
室温
5~15s
≤50
性氧化
二、铝及铝合金阳极氧化后钝化
铝及铝合金阳极氧化后钝化膜处理见表 2
表 2 铝及铝合金阳极氧化后钝化液配方及工艺条件
c. 这些沉淀物与染料分子发生化学反应,形成金属铬合物。
②水解盐封闭溶液配方及工艺条件见表 4。
表 4 水解盐封闭溶液
配方
工艺条件
序号
成分
含量 /g.L-1
PH 值 温度/℃ 时间/min
硫酸镍(NiSO4.7H2O)
4.2
1
硫酸钴(CoSO4.7H2O) 乙酸钠(CH3COONa.3H2O)
0.7 4.8
4.5~5.5 80~85 10~20
硼酸(H3BO3)
5.3
乙酸钠(CH3COONa.3H2O) 5.5
2
乙酸钴(CH3COO)2Co.4H2O) 0.1 4.5~5.5 80~85 10~15
硼酸(H3BO3)
3.5
乙酸镍(CH3COO)2Ni.4H2O)
5.5
3
乙酸钴(CH3COO)2Co.4H2O) 1.0
时间(按膜厚度计):4~5min/μm。
3 金属盐封闭
将阳极氧化膜浸在金属盐溶液中进行封闭,称为金属盐封闭。所用金属盐有铁、钻、镍、
辐、锌、铜、铝等醋酸盐,硝酸盐,硫酸盐。其封孔机理是:金属盐水溶液进人阳极氧化膜
微细孔发生水解,产生氢氧化物沉淀,将孔封闭,目前常用有重铬酸盐封闭及水解盐封闭。
(1)重铬酸盐封闭
(2)水解盐类封闭
①原理利用金属盐被氧化膜吸附后,发生水解作用,生成氢氧化物沉淀,填充在孔隙内,
达到封闭目的。常用金属盐有 Co、Ni 盐类,反应式为:
NiSO4 + 2H2O → Ni(OH)2↓+ H2SO4 封孔过程如下。
a. 水合过程产物(透明物)将孔封住。
b. 加水分解。在微孔中产生氢氧化物沉淀。
5.5
沸点
30
硼酸(H3BO3)
8
配方号
1
2
溶液成分及工艺条件
重铬酸钾(K3Cr4O7)
40~70
铬酸钾(K2CrO4)
50
温度/℃
80~95
80
时间/min
10~20
20
三、铝及铝合金氧化膜封闭处理
1. 热水封闭
(1)原理
氧化膜表面和孔壁的Al2O3在热水(温度大于 80℃)中发生水合反应,生成水合氧化铝, 令氧化膜体积膨胀(膨胀率 33%~100%),由于膜膨胀而使孔径变小最终封闭。反应式为:
时 间:10~30min。
2. 蒸汽封闭
(1)原理 与热水封闭相同。
(2)特点 封闭速度快,不受 pH 值影响,膜的耐蚀性高。在着色孔封闭时,染料损失比
热水封闭时少。缺点是:压力容器费用高;大型工件封闭,不能连续操作,厚氧化膜处理时易
破裂,成本较高。
(3)工艺
温度:100~10℃。
压力:0. 05~0. 1 MPa。
Al2O3 + H2O → 2AlO(OH) → Al2O3 ·H2O 热水用蒸馏水或去离子水,不用自来水,因自来水易生水垢吸附于孔中令膜透明度下降。
普通自来水中的Cl-、SO42+、PO43-、Cu2+均有封孔,因而有害。 (2)工艺
温 度:95~100℃。
pH 值:5. 5~6 (用乙酸调节)。