專利名稱：金屬鋁表面防腐蝕處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，特別是指金屬鋁表面防腐蝕處理方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕遍及國民經(jīng)濟和國防建設(shè)各個領(lǐng)域，危害十分嚴(yán)重。首先，腐蝕會造成重大的直接或間接的經(jīng)濟損失。據(jù)工業(yè)發(fā)達的國家的統(tǒng)計，因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占當(dāng)年國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的I. 5% -4. 2%。其次，金屬腐蝕，特別是應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞，往往會造成災(zāi)難性重大事故，危及人身安全。再者，腐蝕不但損耗大量金屬，而且浪費了大量能源，每年因腐蝕要損耗10%-20%的金屬。另外，石油、化工、農(nóng)藥等工業(yè)生產(chǎn)中，因腐蝕造成的設(shè)備跑、冒、滴、漏，不但造成經(jīng)濟損失，還可能使有毒物質(zhì)泄漏，造成環(huán)境污染，危及人民健
康。同時，腐蝕還可能成為生產(chǎn)發(fā)展和科技進步的障礙。鋁合金在各種環(huán)境作用下發(fā)生的腐蝕遍及國民經(jīng)濟的各個部門，造成巨大損失。為了防止腐蝕的發(fā)生，現(xiàn)已經(jīng)有多種技術(shù)用來防止腐蝕的發(fā)生。其中主要的防腐技術(shù)是采用氧化膜技術(shù)，防腐漆技術(shù)和緩蝕劑技術(shù)。在各種金屬腐蝕的防護技術(shù)中，緩蝕劑技術(shù)由于工藝簡單、適用性強而成為最有效和最常用的方法之一。但是緩蝕劑技術(shù)有明顯的局限性，在緩蝕劑應(yīng)用最為廣泛的液相介質(zhì)中，緩蝕劑必須有一定的溶解度，而且必須達到一定的濃度。傳統(tǒng)的緩蝕劑由于毒性較大，給環(huán)境造成了污染；同時，由于緩蝕劑用量較小，外界微小的變化就會對體系造成較大的影響，這也給緩蝕機理的研究帶來了很大的難度，這些因素限制了緩蝕劑的進一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的技術(shù)方案，通過該技術(shù)方案能夠使得在不增加金屬厚度的同時提高防腐蝕效果。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其步驟是首先在金屬鋁表面采用離子注入方式注入非晶態(tài)物質(zhì)形成不溶共絡(luò)層；其次在金屬鋁表面形成金屬氧化層，再在金屬氧化層上涂防腐漆。所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有有機化合物或無機氧化物。所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有磷酸鋯、鉻酸鉻、單環(huán)、稠環(huán)、共軛雜環(huán)類化合物、二氧化硅和氟硅酸鈉等一種或兩種物質(zhì)的組合。所述離子注入用能量為45-80KeV量級；所述共絡(luò)層厚度為5_40nm。所述注入量為20mg/cm2-40mg/cm2。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是通過采用離子注入技術(shù)，將非晶態(tài)物質(zhì)注入進金屬體內(nèi)形成不溶的耐腐蝕層，并且這一層同金屬為一體結(jié)構(gòu)，不會出現(xiàn)現(xiàn)防腐技術(shù)中的脫落問題，離子注入時在金屬的最外面的量低于內(nèi)部的量，不影響如氧化膜的生成及其它防腐技術(shù)的應(yīng)用，提高鋁的耐腐蝕性能。
具體實施例方式以下具體描述本發(fā)明的實施方式。首先取金屬鋁板材，也可以根據(jù)需要選取其它型號或形狀的鋁材料，將鋁材料進行表面清理，選取用于離子注入用的非晶態(tài)物質(zhì)，所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有有機化合物、或無機氧化物。所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有磷酸鋯、鉻酸鉻、單環(huán)、稠環(huán)、含硫基雜環(huán)類化合物、二氧化硅和氟硅酸鈉等一種或兩種物質(zhì)的組合。在本發(fā)明的實施例1-6中選用的非晶態(tài)物質(zhì)僅選用了單一組分的非晶態(tài)物質(zhì)，具體見表I。但因鉻酸鉻的毒害性通常不做選用。本發(fā)明的所述離子注入用能量為45-80KeV量級；具體注入能量的選用是根據(jù)材料的用途或確定的注入厚度來選用的，在本發(fā)明中注入非晶態(tài)物質(zhì)的厚度為5-40nm，當(dāng)材料使用的環(huán)境不惡劣或要求等級不高時選擇注入的厚度低，因此注入用的能量也相應(yīng)降 低；當(dāng)材料使用的環(huán)境惡劣，注入的厚度要厚，因此注入的能量也相應(yīng)提高。在本發(fā)明中所使用的注入能量、注入厚度及單位用量均不是最終定量，只是相對較佳的數(shù)據(jù)，根據(jù)實際需要可以進行調(diào)整，比如注入能量可能會達到IOOKeV量級甚至是120KeV量級；注入厚度也可能會達到75nm ;單位注入用量也可能會達到80mg/cm2。但本專利所要求的最低數(shù)據(jù)為基本數(shù)據(jù)，若低于最低數(shù)據(jù)則防腐蝕性能無法達到最佳。當(dāng)注入離子后再金屬鋁的表面形成一層金屬氧化層，再在金屬氧化層上涂底漆，所述底漆的的厚度為80-200nm。以上的具體實施例僅能作為本發(fā)明的參考而不是對本發(fā)明的限制。由于本發(fā)明涉及耐腐蝕層，因此通過實施下面的鹽霧實驗，并在經(jīng)過一定長時間后確定所發(fā)現(xiàn)的腐蝕區(qū)域?qū)挾?，以作出大體的耐腐蝕性評價。I)、鹽霧實驗噴霧室，濃度為5 %左右的NaCL溶液，壓力為60-180千帕的壓縮空氣，能夠?qū)囟缺３衷?5°C 土 1°C的溫度控制器，在相對濕度為95% -98%，溫度為35°C ±1°C的條件下，向每個試樣噴射鹽水特定長時間。2)、試樣通過以下方式制備每一塊試樣，測量一塊尺寸為30mmX IOOmmX3mm的鋁板進行離子注入并進行氧化膜處理，并在其上用刀刻出痕跡。對比例為只進行氧化膜并涂漆的相同尺寸的鋁合金塊也在其上用刀刻出痕跡。3)、評價采用目視方式檢查。表I
權(quán)利要求
1.金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于其步驟是首先在金屬鋁表面采用離子注入方式注入非晶態(tài)物質(zhì)形成不溶共絡(luò)層；其次在金屬鋁表面形成金屬氧化層，再在金屬氧化層上涂底漆。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有有機化合物或無機氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有磷酸鋯、鉻酸鉻、單環(huán)、稠環(huán)、共軛雜環(huán)類化合物、二氧化硅和氟硅酸鈉等一種或兩種物質(zhì)的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述離子注入用能 量為45-80KeV量級。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述共絡(luò)層厚度為 5_40nmo
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述注入量為20mg/cm2-40mg/cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其特征在于所述底漆的厚度為 80_200nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬鋁表面防腐蝕處理方法，其步驟是首先在金屬鋁表面采用離子注入方式注入非晶態(tài)物質(zhì)形成不溶共絡(luò)層；其次在金屬金表面形成金屬氧化層，再在金屬氧化層上涂底漆，所述非晶態(tài)物質(zhì)包括有有機化合物或無機氧化物。
文檔編號B05D3/00GK102888604SQ20121035840
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者虞偉財 申請人:虞偉財