PDF《铝合金锆酸盐化学转化膜的制备》

2 .

3 聚乙二醇对膜层性能的影响 图2为聚乙二醇用量与成膜厚度及膜耐蚀性的 关系.转化液的温度为3 5℃, p H 为3 , 处理时间为

1 0m i n . 图2 聚乙二醇浓度与成膜厚度及耐蚀性的关系 由图2可见, 膜厚随聚乙二醇用量的升高而增 厚, 因为聚乙二醇具有一定的胶粘性, 可以帮助成 膜, 加快反应速率.另外, 当聚乙二醇的浓度低于

2 . 5g / L时, 膜的耐蚀性基本上随聚乙二醇用量的 增大而增强.但是当聚乙二醇的浓度高于2 . 5g / L 后, 膜的耐蚀性急剧下降.

2 .

4 性能对比 表3为较优方案的化学转化膜与未处理样的对 比. 优化方案的结果表明: 锆酸盐转化膜的耐蚀性 ・

9 5

1 ・ 周 琦等: 铝合金锆酸盐化学转化膜的制备 和结合力相对于未处理试样有了很大的提高.转化 膜与漆膜的结合力达到了一级, 即转化膜与漆膜的 结合力合格.但从盐雾试验结果来看, 单一转化膜 的抗腐蚀能力不很理想. 表3 化学转化膜优化方案试验结果 转化膜 厚度, μ m 漆膜厚度 μ m 起泡 时间, s 与漆膜 结合力 盐雾 试验 锆酸盐转化膜 2.

8 1 8.

5 6

4 一级

1 2h腐蚀面积约占5 5% 未处理样 -

1 8.

5 2

7 二级 全部腐蚀

2 .

5 化学转化液成膜机理 化学法转化膜呈微黄色或金黄色.使用含有锆 化合物及含氟化合物的化学转化液在铝系基材上形 成化学转化膜时, 首先发生铝合金的蚀刻反应, 反应 式如下:

2 A l +6 H+ →2 A l

3 + +3 H

2 然后发生氟锆盐的水解反应, 从而形成锆系化 学转化膜层:

2 A l

3 + +Z r F

2 -

6 +3 H 2O→Z r O( OH) 2↓+2 A l F

3 +4 H+

4 /

3 A l +Z r F

2 -

6 +H 2O→Z r O F 2↓+4 /

3 A l F

3 +2 H+

2 A l ( OH)

3 +Z r F

2 -

6 → ( A l O 2OH)

2 Z r F 2↓+2 F - +2 H F 氟锆酸钾、 环氧乳液为主要成膜物质, 成膜过程 中, 环氧乳液对膜的沉积有一定的胶粘作用, 帮助成 膜, 虽然环氧乳液本身也可以固化成膜但是在试验 中体现的效果并不明显, 改用水性环氧树脂效果可 能会更好.磷酸则用于调节酸度和辅助成膜, 用来 使金属钝化, 二氧化硅是辅助成膜物质.聚乙二醇 为分散剂, 用来分散溶液中的二氧化硅与环氧乳液. 氟化钠则用来提供氟离子帮助反应的进行.

3 结论(1)通过单因素试验得出当主盐氟锆酸钾浓度 为1 .

0 ~

3 . 0g / L时, 随着氟锆酸钾的浓度升高, 膜 的厚度变厚, 耐蚀性变好.当聚乙二醇的浓度为

0 .

5 ~

2 . 5g / L时, 随聚乙二醇的浓度升高, 膜的厚度 加厚, 耐蚀性升高. (

2 )通过正交试验和单因素试验得出化学成膜 工艺中四个因素较佳量为: 氟锆酸钾3g / L, 磷酸1 g / L, 聚乙二醇2 . 5g / L, 温度3 5℃.化学法转化膜 与漆膜的结合力很好, 能达到一级. 参考文献: [

1 ] 林生岭, 谢春生, 王俊德, 等.A l及LY12Al的表面处 理与复合转化膜的耐蚀性能研究[ J ] .腐蚀与防护,

2 0

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4 ) :

1 4

2 -

1 4

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2 ] 邹洪庆.铸铝合金锆系非铬化学成膜处理工艺应用 [ J ] .材料保护,

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0 1 ,

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2 9 -

3 0 . [

3 ] 罗坤英, 余国强, 李大旭.一种在铝及其合金表面上形 成转化膜的环保型工艺[ P] . C N,

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0 9

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0 5 ,

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4 ] D e c kPD, M o o nM, S u j d a kRJ , e t a l . I n v e s t i g a t i o no f f l u o a c i db a s e dc o n v e r s i o nc o a t i n g so na l u m i n u m[ J ] . P r o g r e s s i nO r g a n i cC o a t i n g s ,