一種鋁和鋁合金表面預(yù)處理中和液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁和鋁合金表面前處理技術(shù)領(lǐng)域，去除堿蝕處理后存在的各種有害雜質(zhì)和污垢，而且能形成均勻而活化的表面，有利于后續(xù)處理。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金密度小、比強(qiáng)度高，在航空、電子、汽車、建筑、輕工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。采用壓鑄技術(shù)可以高速生產(chǎn)精度高、形狀復(fù)雜且重量輕的鋁合金零部件。因此，壓鑄鋁合金的使用量正逐年增加。由于硅和銅等元素的加入，使壓鑄成型鋁合金零件耐蝕性明顯降低，陽(yáng)極氧化處理不易獲得均勻的保護(hù)膜。另外，其表面硬度低，容易磨損，外表光澤不能保持太久，耐臟性、裝飾性差。雖然有報(bào)道稱鉻酸鹽技術(shù)是一種較好的鑄鋁合金表面處理方法，但由于六價(jià)鉻在自然環(huán)境條件下不能自然分解，易在生物和人體內(nèi)積聚而導(dǎo)致病變。因此，我國(guó)已于2007年3月I日起執(zhí)行歐盟RoHS指令，禁止在轉(zhuǎn)化處理過(guò)程中使用六價(jià)鉻等有害物質(zhì)。因此，研宄開發(fā)鋁和鋁合金表面處理新技術(shù)、新工藝，有十分重要的意義。
[0003]在鋁及鋁合金前處理工藝中，鋁及鋁合金經(jīng)脫脂和堿蝕工序后，合金中的鐵、錳、銅、鎂、硅等不溶于堿，殘留在工件表面上，形成一層灰黑色的疏松物質(zhì)，影響后續(xù)工藝的進(jìn)行，因此必須除去。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的方法是化學(xué)溶解法，亦即通常所說(shuō)的中和，或稱為酸洗。對(duì)于中和處理，國(guó)內(nèi)外所用的工藝都比較簡(jiǎn)單，大多采用三酸、雙酸或單酸(硝酸)處理。其目的不僅要去除堿蝕處理后產(chǎn)生的各種氧化物和污垢，而且能形成均勻而活化的金屬表面，以利于后面的處理工藝的進(jìn)行。但生產(chǎn)過(guò)程中普遍使用大量硝酸和氫氟酸，給生產(chǎn)車間、周圍環(huán)境、工人健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。同時(shí)也存在中和質(zhì)量的不穩(wěn)定。鑒于鋁合金表面預(yù)處理中中和處理技術(shù)的重要性，國(guó)內(nèi)外提出了一些改進(jìn)，如:CN1152632A提供一種鋁材預(yù)處理的一步法前處理液，其配方為:硫酸(容積比)5_30 %，強(qiáng)氧化劑5-50g/L，氟化物2-50g/L，表面活性劑0.l_20g/L。CN 1368563A去除鋁表面污點(diǎn)的組合物，氧化劑0.5-200g/L，酸按體積計(jì)大約1.0-50%和含鹵化合物大約0.0_100g/L。經(jīng)試驗(yàn)，可以減少污染。但對(duì)于含硅的鋁合金除灰不干凈，效果都不理想，中和質(zhì)量均不可靠，后續(xù)處理品質(zhì)無(wú)法保證，難應(yīng)用于生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所具有的上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種不含硝酸和氫氟酸的鋁和鋁合金表面預(yù)處理中和液，具體包括中和液的組成及其制備方法和使用方法。這種中和液可以有效去除含硅或不含硅鋁和鋁合金預(yù)處理工藝中經(jīng)堿蝕處理后存在的各種有害雜質(zhì)和污垢，中和效果好而且質(zhì)量穩(wěn)定，能形成均勻而活化的表面，有利于后續(xù)處理。同時(shí)解決了傳統(tǒng)中和液含大量硝酸和氫氟酸嚴(yán)重污染環(huán)境的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明人為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，經(jīng)過(guò)反復(fù)深入的研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)增強(qiáng)、促進(jìn)和穩(wěn)定氧化劑的方法能夠解決上述課題。所述的這種鋁和鋁合金表面預(yù)處理中和液的各組分及其含量如下:氧化劑:1-600克/升；含氟化合物:1-600克/升；穩(wěn)定劑:0.01-50克/升；促進(jìn)劑:0-30克/升；表面活性劑:0-50克/升；酸:0-200克/升；水余量。
[0006]優(yōu)選的，所述的中和液各組分及其含量如下:氧化劑:1-600克/升；含氟化合物:1-500克/升；穩(wěn)定劑:0.1-50克/升；促進(jìn)劑:0.1-30克/升；表面活性劑:0.1-50克/升；酸:5-200克/升；水余量。
[0007]優(yōu)選的，所述的氧化劑是過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸氫鈉、過(guò)硫酸氫鉀、過(guò)氧化物、硝基苯磺酸和它的鹽其中的至少一種或者幾種的混合物。
[0008]優(yōu)選的，所述含氟化合物為氟化氫鈉、氟化氫鉀、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀、氟化銨或者氟化氫銨其中的至少一種或者幾種的混合物。
[0009]優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑為水溶性有機(jī)膦酸、甲基苯磺酸、對(duì)羥基苯磺酸、乙二胺四乙酸、和8-羥基喹啉以及它們的鹽中至少一種或者幾種的混合物。
[0010]優(yōu)選的，所述的促進(jìn)劑為為錳酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、碘酸鹽、含鐵鹽或含銅鹽中至少一種或者幾種的混合物。
[0011]優(yōu)選的，所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、AE0-9或乙二醇單丁醚中至少一種或者幾種的混合物。
[0012]優(yōu)選的，所述的酸為無(wú)機(jī)酸中的硫酸和溶解于水的有機(jī)酸磺酸、醋酸、葡萄糖酸、羥基乙酸、檸檬酸、乳酸和酒石酸其中的至少一種或者幾種的混合物。
[0013]優(yōu)選的，所述的水為自來(lái)水或者去離子水，最好為去離子水。
[0014]一種鋁和鋁合金表面預(yù)處理中和液的制備方法，優(yōu)選在容器中加入配比水總量的1/2-2/3，在攪拌狀態(tài)下，按配比分別均勻加入含氟化合物、氧化劑、穩(wěn)定劑、促進(jìn)劑、表面活性劑(一種物質(zhì)溶解完全后再加另一種物質(zhì))至完全溶解，然后再加入酸攪拌至完全溶解，最后加入剩余的水繼續(xù)攪拌均勻即可。
[0015]一種鋁和鋁合金表面預(yù)處理中和液的使用方法，包括如下步驟:(I)脫脂處理；
(2)堿蝕處理；(3)中和處理；(4)后續(xù)處理。
[0016]優(yōu)選的，中和液的使用方法，其步驟(3)使用的溶液pH為1.5-4.0，更優(yōu)選的1.5~2.5ο
[0017]優(yōu)選的，中和液的使用方法，其步驟⑶使用的反應(yīng)溫度為20-40°C，更優(yōu)選的，室溫能完全滿足生產(chǎn)需要。
[0018]優(yōu)選的，中和液的使用方法，其步驟(3)反應(yīng)時(shí)間為15-300s，更優(yōu)選的為30_120s ο
[0019]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)；
[0020](I)采用酸溶液介質(zhì)，氧化劑和氟化物聯(lián)合作用強(qiáng)烈氧化硅、雜質(zhì)金屬和金屬氧化物以及各種有機(jī)油污，使其與金屬基體剝離，黑灰得以清除。表面活性劑的加入可以加速去除油污、氧化膜的作用，且能保護(hù)基體金屬減少腐蝕損耗，細(xì)化金屬表面結(jié)晶組織，防止污物再沉積等，使基體金屬的平整度，光澤度提高。促進(jìn)劑的加入使氧化作用更為強(qiáng)烈，進(jìn)一步提高除灰的能力，確保中和效果。穩(wěn)定劑的加入使氧化作用更為持久，延長(zhǎng)中和液使用壽命O
[0021](2)除灰后能形成均勻而活化的表面，有利于鋁和鋁合金表面的后續(xù)處理。
[0022](3)在室溫中和處理，反應(yīng)時(shí)間短，既提高工作效率又降低生產(chǎn)成本。
[0023](4)生產(chǎn)中不使用硝酸和氫氟酸以及磷酸，大大減少環(huán)境污染。
[0024](5)產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]實(shí)施例1
[0027]本實(shí)施例提供的鑄鋁合金ADC12表面處理的方法包括如下步驟:
[0028](I)脫脂處理:用市售鋁合金除油粉或