本发明专利技术公开了一种在纯铝表面形成化学转化膜的方法及所使用的处理液。该方法包括预处理、将预处理过的纯铝放入处理液中在50～70℃的温度下进行化学氧化10～30min从而在纯铝表面形成化学转化膜、后处理。处理液的pH为7～8，包括下述浓度的组分：Co(NO3)2·6H2O20～27g/L，NaNO2?14～18g/L，NaBrO3?10～15g/L。该处理液的配置方法为：按照所要求的浓度将Co(NO3)2·6H2O、NaNO2以及NaBrO3加水溶解，并用HNO3或NaOH调节溶液的pH为7～8即可。本发明专利技术的方法生产成本低，最终形成的化学转化膜的耐腐蚀性能较好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种表面处理方法，具体涉及一种在纯铝表面形成化学转化膜的方法及所使用的处理液。
技术介绍
铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好、色泽美观、易于成型加工以及优异的物理化学性能、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、建筑等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。虽然铝及其合金表面在大气环境介质中很容易生成一层薄而较致密的氧化膜(天然氧化膜)具有一定的抗腐蚀性能，但厚度有限，大约只有5 200nm，而且这层膜是非晶的，在加工及运输过程中很容易被破坏，且容易沾染污迹。因此， 铝及其合金的制品在出厂前必须经表面处理后才能使用。铝及其合金表面常用的处理工艺主要有阳极氧化法、化学氧化法和磷化法。其中化学氧化法具有对铝工件疲劳性能影响小，设备简单，不用电能，成本低，处理时间短，生产效率高，对基体材料要求低，适用于复杂零件的表面处理等优点，并得到了广泛应用。铬化处理作为化学氧化常用的处理工艺，具有使用方便，耐蚀性能及装饰性能较好的优点，但是由于处理溶液中含有对人体具有致癌作用的六价铬，而且六价铬离子处理不当，对环境会造成严重的污染。为此，禁用六价铬的问题越来越受到人们的重视。欧盟于2000年9月在布鲁塞尔签署了一项法令，规定从2003年1月起禁止在车辆材料和部件中使用六价铬。我国也在2003年宣布，对铬酸盐实行限量使用。因此，环境友好的新型无铬化学转化膜越来越受到人们的关注。铝及其合金无铬转化技术的研发主要集中在以下几大体系钛锆盐转化、溶胶凝胶法、有机酸类化学转化、高价金属盐转化、锂酸盐转化、钴盐转化、稀土盐化学转化等。其中钴盐转化处理发展较晚，属于无铬转化新技术，其特点是膜层接触电阻低、耐蚀性好，并且与涂层结合优良，已应用于航空航天、电子以及通信产品的表面处理。中国专利文献CN1377426A公开了一种用于铝底材的非铬氧化物涂层，其采用的处理液包括硝酸钴、亚硝酸钠以及氯酸钠。该文献的不足在于亚硝酸钠的用量较大(与硝酸钴基本相同)，因此导致生产成本较高，而且得到的涂层的耐腐蚀性能不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于解决上述问题，提供一种生产成本低的在纯铝表面形成化学转化膜的方法，由该方法形成的化学转化膜的耐腐蚀性能较好。本专利技术的另一目的在于提供上述方法所使用的处理液。实现本专利技术目的之一的技术方案是一种在纯铝表面形成化学转化膜的方法，具有以下步骤①预处理将纯铝放入无水乙醇中浸泡1 3min，取出后水洗；接着再放入浓度为1. 0 1. 5mol/L的NaOH溶液中在70 90°C的温度下浸泡1 ^iiin ；取出后立即放入浓度为1. 0 1. 5mol/L的HNO3溶液中浸泡15 30s，取出后水洗、干燥；②将经过步骤①预处理过的纯铝放入处理液中，在50 70°C的温度下进行化学氧化10 30min，从而在纯铝表面形成化学转化膜；③将经过步骤②的化学氧化后的表面形成有化学转化膜的纯铝水洗、干燥即可。上述步骤②中所述的处理液的pH为7 8，包括下述浓度的组分Co (NO3) 2 · 6H20 20 27g/L，NaNO214 18g/L，NaBrO310 15g/L。该处理液的配置方法为按照所要求的浓度将Co (NO3)2 · 6H20、NaNO2以及NaBrO3 加水溶解，并用HNO3或NaOH调节溶液的pH为7 8即可。上述步骤①中所述的水洗为依次用自来水和去离子水冲洗。上述步骤③中所述的水洗为先在流动水中清洗，再用去离子水冲洗。实现本专利技术另一目的的技术方案是一种在纯铝表面形成化学转化膜的方法所使用的处理液，该处理液的pH为7 8，包括下述浓度的组分Co (NO3) 2 · 6H20 20 27g/L，NaNO214 18g/L，NaBrO310 15g/L。该处理液的配置方法为按照所要求的浓度将Co (NO3) 2 · 6H20、NaNO2以及NaBrO3 加水溶解，并用HNO3或NaOH调节溶液的pH为7 8即可。所述的纯铝是指纯度大于99. 99%的铝板或者铝片。本专利技术具有的积极效果是(1)本专利技术的方法采用溴酸钠作为促进剂，同时大大减少亚硝酸钠的用量，最终形成的化学转化膜的耐腐蚀性能较好，而且大大降低了生产成本。(2)本专利技术的方法得到的化学转化膜的孔径在50nm 200nm。附图说明图1为实施例1所形成的化学转化膜的SEM照片。图2为实施例1所形成的化学转化膜的膜孔径直方分布图。图3为实施例1所形成的化学转化膜的EDS谱图。图4为实施例1所形成的化学转化膜的EIS图和对比例1所形成的化学转化膜的 EIS 图。具体实施方式(实施例1)本实施例的方法所使用的处理液包括下述浓度的组分Co (NO3) 2 · 6H20 26g/L,NaNO218g/L,NaBrO313g/L0该处理液的配置方法是将^g的Co (NO3) 2 ·6Η20、18g的NaNO2以及13g的NaBrO3 加入到IL的水中溶解，并用HNO3或NaOH调节pH为7。本实施例的在纯铝表面形成化学转化膜的方法具有以下步骤①预处理将纯铝片(10cm*10cm，纯度彡99. 99% )放入无水乙醇中浸泡3min，取出后依次用自来水和去离子水冲洗；接着再放入浓度为1. Omol/L的NaOH溶液中在80°C的温度下浸泡Imin以去除天然氧化膜；取出后立即放入浓度为1. Omol/L的HNO3溶液中浸泡 1 进行中和，取出后依次用自来水和去离子水冲洗，最后吹干。②将经过步骤①预处理过的纯铝片放入上述处理液中在70°C的温度下进行化学氧化20min，从而在纯铝片表面形成化学转化膜。③将经过步骤②的化学氧化后的表面形成有化学转化膜的纯铝片先在流动水中清洗，然后再用去离子水冲洗，吹干即可。本实施例所形成的化学转化膜的扫描电镜照片(SEM)见图1、膜孔径直方分布图见图2、能量弥散X射线谱图(EDS)见图3、电化学阻抗谱图(EIS)见图4。耐腐蚀点滴时间和开路电位见表2。其中，图2的直方分布图由Image J软件分析得到，由该图可以看出，该化学转化膜的表面保持均勻的孔分布，平均孔径为170. 65nm。由图3的EDS谱图分析可知该化学转化膜的组成元素有0、Al、Co、N、C以及Br ； 各元素的质量百分含量为0为41. 87%, Al为34. 24%、Co为4. 05%、N为3. 65%、C为 15. 68%、Br为0. 51%。各元素主要来源为A1主要来自基体，Co来自Co (NO3) 2 ·6Η20，N来自Co (NO3) 2 · 6Η20中的Ν03_以及NaNO2中的N02_，0来自水中的0H_，Br来自NaBrO3,但含量很少。(实施例2 实施例5)各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。表 权利要求1.一种在纯铝表面形成化学转化膜的方法，其特征在于具有以下步骤①预处理将纯铝放入无水乙醇中浸泡1 3min，取出后水洗；接着再放入浓度为 1. 0 1. 5mol/L的NaOH溶液中在70 90°C的温度下浸泡1 ^iiin ；取出后立即放入浓度为1. 0 1. 5mol/L的HNO3溶液中浸泡15 30s，取出后水洗、干燥；②将经过步骤①预处理过的纯铝放入处理液中，在50 70°C的温度下进行化学氧化 10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马迪，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：发明
国别省市：
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