铝合金钝化剂及其制备方法和铝合金的钝化方法.pdf

本发明公开了一种铝合金钝化剂及其制备方法和铝合金的钝化方法，所述铝合金钝化剂含有偏钒酸铵、氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水；相对于1重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的含量为0.8-1.2重量份，所述硝酸盐的含量为8-11重量份，所述高锰酸钾的含量为0.1-0.3重量份，所述硼酰化钴的含量为4-6重量份，所述过氧化氢的含量为5-7重量份，所述单宁酸的含量为0.3-0.6重量份；其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属的硝酸盐。通过该铝合金钝化剂处理的铝合金的表面的钝化膜具有膜薄、致密均匀、光泽度好和耐腐蚀的特性。

权利要求书
1.  一种铝合金钝化剂，其特征在于，所述铝合金钝化剂含有偏钒酸铵、 氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水；相对于1 重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的含量为0.8-1.2重量份，所述硝酸盐的含 量为8-11重量份，所述高锰酸钾的含量为0.1-0.3重量份，所述硼酰化钴的 含量为4-6重量份，所述过氧化氢的含量为5-7重量份，所述单宁酸的含量 为0.3-0.6重量份；
其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属的硝酸盐。

2.  根据权利要求1所述的铝合金钝化剂，其中，所述硝酸盐选自硝酸 镁和/或硝酸钙。

3.  根据权利要求1或2所述的铝合金钝化剂，其中，以所述铝合金钝 化剂的总重量为基准，所述水的含量为80-85重量％。

4.  一种铝合金钝化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 将偏钒酸铵、氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和 水混合制成铝合金钝化剂；
其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属的硝酸盐；相对于1 重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的用量为0.8-1.2重量份，所述硝酸盐的用 量为8-11重量份，所述高锰酸钾的用量为0.1-0.3重量份，所述硼酰化钴的 用量为4-6重量份，所述过氧化氢的用量为5-7重量份，所述单宁酸的用量 为0.3-0.6重量份。

5.  根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述硝酸盐选自硝酸镁和/ 或硝酸钙。

6.  根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，以所述铝合金钝化剂 的总重量为基准，所述水的含量为80-85重量％。

7.  根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述混合满足以下条 件：混合温度为15-30℃，混合时间为20-30min。

8.  一种铝合金的钝化方法，其特征在于，所述钝化方法为：将铝合金 浸泡于钝化液中，所述钝化液为权利要求1-3中的任意一项所述的所述铝合 金钝化剂或者通过权利要求4-7中的任意一项所述的方法制得的所述铝合金 钝化剂。

9.  根据权利要求8所述的铝合金的钝化方法，其中，所述浸泡满足以 下条件：浸泡温度为40-50℃，浸泡时间为7-15min。

说明书铝合金钝化剂及其制备方法和铝合金的钝化方法
技术领域
本发明涉及金属钝化，具体地，涉及一种铝合金钝化剂及其制备方法和 铝合金的钝化方法。
背景技术
以前，铝合金的钝化均采用铬酸盐进行处理，该方法操作简单，生产成 本低，钝化膜抗蚀性能好。但六价铬属于致癌物质，对人体和环境危害严重， 因此，我国严格限制铬酸盐的使用与排放，国外一些国家已经禁止使用铬酸 盐及其应用。因此，寻求更为符合生态要求的化合物代替铬酸盐，对铝合金 进行钝化以及成为铝合金钝化剂的研究热点，并且取得了一定的成效。
目前，较多使用钼酸盐钝化、硅酸盐钝化、稀土金属盐钝化、钛锆盐钝 化、硅烷处理和铈酸盐处理等方法对铝合金进行钝化处理，但是这些钝化剂 处理的铝合金的钝化膜在颜色与耐蚀性方面均难以达到铬酸盐钝化处理得 到的钝化膜的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金钝化剂及其制备方法和铝合金的钝化 方法，通过该铝合金钝化剂处理的铝合金的表面的钝化膜具有膜薄、致密均 匀、光泽度好和耐腐蚀的特性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种铝合金钝化剂，所述铝合金钝化 剂含有偏钒酸铵、氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁 酸和水；相对于1重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的含量为0.8-1.2重量份， 所述硝酸盐的含量为8-11重量份，所述高锰酸钾的含量为0.1-0.3重量份， 所述硼酰化钴的含量为4-6重量份，所述过氧化氢的含量为5-7重量份，所 述单宁酸的含量为0.3-0.6重量份；其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/ 或碱土金属的硝酸盐。
本发明也提供了一种铝合金钝化剂的制备方法，所述制备方法包括：将 偏钒酸铵、氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水 混合制成铝合金钝化剂；其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属 的硝酸盐；相对于1重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的用量为0.8-1.2重量 份，所述硝酸盐的用量为8-11重量份，所述高锰酸钾的用量为0.1-0.3重量 份，所述硼酰化钴的用量为4-6重量份，所述过氧化氢的用量为5-7重量份， 所述单宁酸的用量为0.3-0.6重量份。
本发明还提供了一种铝合金的钝化方法，所述钝化方法为：将铝合金浸 泡于钝化液中，所述钝化液为上述的所述铝合金钝化剂或者通过上述的方法 制得的所述铝合金钝化剂。
通过上述技术方案，本发明提供的铝合金钝化剂含有偏钒酸铵、氢氟酸、 硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水，然后将铝合金浸泡 于上述铝合金钝化剂中，通过铝合金钝化剂中各物质的协同作用，使得浸泡 后的铝合金的表面形成的钝化膜具有膜薄、致密均匀、光泽度好和耐腐蚀的 特性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种铝合金钝化剂，所述铝合金钝化剂含有偏钒酸铵、氢 氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水；相对于1重 量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的含量为0.8-1.2重量份，所述硝酸盐的含量 为8-11重量份，所述高锰酸钾的含量为0.1-0.3重量份，所述硼酰化钴的含 量为4-6重量份，所述过氧化氢的含量为5-7重量份，所述单宁酸的含量为 0.3-0.6重量份；其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属的硝酸 盐。
在本发明中，硝酸盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化 膜更薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，所述硝酸盐选自硝 酸镁和/或硝酸钙。
在本发明中，水的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化膜更 薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，以所述铝合金钝化剂的 总重量为基准，所述水的含量为80-85重量％。
本发明也提供了一种铝合金钝化剂的制备方法，所述制备方法包括：将 偏钒酸铵、氢氟酸、硝酸盐、高锰酸钾、硼酰化钴、过氧化氢、单宁酸和水 混合制成铝合金钝化剂；其中，所述硝酸盐为碱金属的硝酸盐和/或碱土金属 的硝酸盐；相对于1重量份的偏钒酸铵，所述氢氟酸的用量为0.8-1.2重量 份，所述硝酸盐的用量为8-11重量份，所述高锰酸钾的用量为0.1-0.3重量 份，所述硼酰化钴的用量为4-6重量份，所述过氧化氢的用量为5-7重量份， 所述单宁酸的用量为0.3-0.6重量份。
在本发明中，硝酸盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化 膜更薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，所述硝酸盐选自硝 酸镁和/或硝酸钙。
在本发明中，水的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化膜更 薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，以所述铝合金钝化剂的 总重量为基准，所述水的含量为80-85重量％。
在本发明中，混合的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化膜 更薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，所述混合满足以下条 件：混合温度为15-30℃，混合时间为20-30min。
本发明还提供了一种铝合金的钝化方法，所述钝化方法为：将铝合金浸 泡于钝化液中，所述钝化液为上述的所述铝合金钝化剂或者通过上述的方法 制得的所述铝合金钝化剂。
在本发明中，浸泡的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得钝化膜 更薄、更致密均匀、光泽度更好和更耐腐蚀，优选地，所述浸泡满足以下条 件：浸泡温度为40-50℃，浸泡时间为7-15min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，耐盐雾时间 参数通过GB/T1771-2007中的方法测得；偏钒酸铵为深圳市科天化玻仪器有 限公司市售品，氢氟酸为德州市富凯化工有限责任公司市售品，硝酸镁为上 海剑诚化工有限公司分公司市售品，硝酸钙为广州穗泽环保科技有限公司市 售品，高锰酸钾为河南恒协化工制品销售有限公司市售品，硼酰化钴为上海 君浦化工有限公司市售品，过氧化氢为广州市希芮化工有限公司市售品，单 宁酸为上海圣宇化工有限公司市售品。
实施例1
在20℃下，将1kg的偏钒酸铵，氢氟酸1kg，硝酸镁9kg，高锰酸钾0.2kg， 硼酰化钴5kg，过氧化氢6kg，单宁酸0.5kg和水混合25min制得铝合金钝 化剂。其中，在铝合金钝化剂中，水的含量为82重量％。
在45℃下，将铝合金浸泡于上述铝合金钝化剂中制得钝化铝合金A1。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
实施例2
在15℃下，将1kg的偏钒酸铵，氢氟酸0.8kg，硝酸镁8kg，高锰酸钾 0.1kg，硼酰化钴4kg，过氧化氢5kg，单宁酸0.3kg和水混合20min制得铝 合金钝化剂。其中，在铝合金钝化剂中，水的含量为80重量％。
在40℃下，将铝合金浸泡于上述铝合金钝化剂中制得钝化铝合金A2。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
实施例3
在30℃下，将1kg的偏钒酸铵，氢氟酸1.2kg，硝酸镁11kg，高锰酸钾 0.3kg，硼酰化钴6kg，过氧化氢7kg，单宁酸0.6kg和水混合30min制得铝 合金钝化剂。其中，在铝合金钝化剂中，水的含量为85重量％。
在50℃下，将铝合金浸泡于上述铝合金钝化剂中制得钝化铝合金A3。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
实施例4
按照实施例1的方法制得钝化铝合金A4，不同的是，将硝酸镁换为硝 酸钙。该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
对比例1
按照实施例1的方法制得钝化铝合金B1，不同的是，不含有偏钒酸铵。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
对比例2
按照实施例1的方法制得钝化铝合金B2，不同的是，不含有硼酰化钴。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
对比例3
按照实施例1的方法制得钝化铝合金B3，不同的是，硼酰化钴的用量 为8kg。该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
对比例4
按照实施例1的方法制得钝化铝合金B4，不同的是，不含有单宁酸。 该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
对比例5
按照实施例1的方法制得钝化铝合金B5，不同的是，单宁酸的用量为 0.8kg。该钝化铝合金的钝化膜的参数见表1。
表1

由上述实施例和对比例可知，本发明提供的铝合金钝化剂能够在铝合金 表面形成优异的钝化膜，该钝化膜具有膜薄、致密均匀、光泽度好和耐腐蚀 的特性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方 案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。