一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及钝化液 【技术领域】
本发明属于金属材料表面处理领域，具体涉及一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管无铬钝化方法及其钝化液。
背景技术
铝由于重量轻、价格低而被广泛用作为冰箱、冰柜蒸发器材料。由于铝管表面自然生成的氧化薄膜较薄且不致密，长期暴露在腐蚀介质或者环境中，极易使得铝管发生点蚀，从而导致制冷剂泄露，造成整台冰箱或冰柜故障甚至报废，这对资源是一种浪费，同时对环境也会造成严重污染。
对铝管表面进行防腐处理是提高其耐腐蚀性能的一条重要途径，而传统的处理方法为铬酸盐钝化处理，通过在铝管表面形成一层含有Cr(III)和Cr(VI)的双氧化态、结构致密、具有自修复效应，且耐蚀性能优良的转化膜层。该工艺简单、钝化成本低、膜结合力好、抗蚀性能高，同时具有自我修复能力。但由于Cr(VI)有剧毒性，对人和环境危害严重，目前世界各国纷纷立法，欧盟ROSH也指令要求电子、电器类产品须无铬化。迫于环境压力和人们环保意识的增强，无铬钝化已成为研究热点。专利CN 1417381A(铝件表面处理方法)和CN 1920110A(一种铝管内外壁阳极氧化工艺)提出采用阳极氧化工艺，经该法处理，铝表面形成一致密氧化膜层，铝管耐腐蚀性能大幅度提高。但该工艺要经预处理、阳极氧化、封口等步骤，过程复杂，时间较长。另外，较厚的氧化膜层脆硬，不利于后续冰箱、冰柜及空调生产过程的弯曲加工，铜铝之间接头容易产生泄漏。专利CN1683590、CN1811014提出钛盐和氟化物无铬工艺流程，专利CN101161861提出采用氟钛酸和有机磷酸化合物无铬钝化方法处理铝合金，但处理时间均较长。专利CN101158037A提出的冰箱、冰柜蒸发器用铝管的无铬钝化工艺，处理时间短，实现了康风连续挤压成形过程在线钝化，显著提高了铝管的耐蚀性，但该钝化产品表面过于光滑，影响蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘。本发明对该配方进行改进，提出采用硅烷为主体地钝化配方和相关工艺，其钝化时间短、过程简单，满足康风连续挤压成形过程在线钝化要求。钝化产品满足后续弯曲盘绕、焊接加工过程。
【发明内容】
本发明提出一种简单、快速无铬钝化液配方以及工艺方法，用于冰箱、冰柜等蒸发器用铝管无铬在线钝化。显著提高铝管的耐蚀性能，钝化产品满足欧盟ROHS指令要求、无毒环保，过程简单、快速，实现了铝管的在线钝化，产品能够满足冰箱冰柜生产过程中对蒸发器铝管弯曲加工、焊接要求，铝管与铝板箱体具有良好粘接加工性能。
本发明是在铝管康风连续挤压成型系统中增设一钝化槽，刚刚挤压成型并经冷却后的铝管与钝化槽中钝化液接触并反应，在其表面形成一层钝化膜。产品经风干固化，转盘包装。钝化过程能在线进行，过程简单，耐腐性能好，钝化铝管满足冰箱冰柜生产加工要求。
具体方案如下：将铝管在连续挤压成形的铝管冷却后，在钝化液中进行快速钝化，然后经风干固化，铝管表面形成一层钝化膜，所述的钝化液含有：质量浓度为1-15％的钝化剂I乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(优选3-6％)，质量浓度为0.2～0.5％的钝化剂II十二烷基磷酸酯，质量浓度为0.01～0.3％的助剂苯骈三氮唑或硅酸钠，溶剂为质量浓度为3～8％的95％乙醇加水。
钝化时pH 1.5～3.5；钝化液温度为35℃～50℃；钝化时间为1～15秒。
风干固化温度为40-100℃；铝管为纯铝或铝合金；钝化在康风连续挤压生产在线进行。
上述的钝化剂和钝化助剂，能与铝管表面迅速反应形成钝化膜层，钝化配方不含有毒有害物质，钝化后铝管满足欧盟ROHS指令要求。
发明的优点和积极效果
本发明的钝化工艺简单，钝化时间短，成本低。只要在原有的康风连续挤压生产工艺上即可应用本发明进行生产，可实现在线钝化处理。本发明钝化液配方是将两种钝化剂混合在一起，并找到了最合适的配比，很好的发挥了两者的协同效应，再加上助剂的配合，所以经该工艺生产的钝化铝管耐蚀性能显著提高，耐中性盐雾试验可达550小时以上，钝化液、钝化铝管均符合环保要求，完全达到欧盟WEEE&ROHS标准。
以往的技术中CN101158037A提出的冰箱、冰柜蒸发器用铝管的无铬钝化工艺，处理时间短，实现了康风连续挤压成形过程在线钝化，显著提高了铝管的耐蚀性，但该钝化产品表面过于光滑，影响蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘，严重影响成品的质量。采用该发明处理后的铝管，其与铝板的硫化胶粘性能明显提高，几乎完全不会出现胶粘问题。
本发明的钝化溶液在温度10～50℃下保存30天仍可使用，其稳定性大大提高。
【具体实施方式】
以下实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
在线康风连续挤压成型的1060铝管(φ7.8×1mm)水冷后经钝化槽进行钝化，钝化槽内钝化液质量浓度和组成(下同)为：4％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、0.4％的十二烷基磷酸酯，0.3％硅酸钠，溶剂为4％的95％乙醇加水。采用HNO3调节pH＝2.0，控制钝化槽内温度40℃，在线钝化时间8秒。钝化槽内带有搅拌和恒温控温系统，槽中溶液通过泵和管路循环，钝化后的铝管在80℃下干燥固化3～5分钟，然后转盘包装；无蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘问题出现。
钝化铝管产品经取样测定，550小时中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)无明显变化，而未经钝化处理的空白铝管20小时就出现锈斑，40小时即出现坑点；应用性能试验表明，钝化铝管满足冰箱冰柜加工过程的焊接、弯曲、粘接等加工要求，钝化工艺过程安全环保，且钝化液中不含任何有害物质，满足欧盟WEEE&ROHS指令要求。
实施例2
在线康风连续挤压成型的1060铝管(φ8.0×1mm)水冷后经钝化槽进行钝化，钝化槽内钝化液质量浓度和组成(下同)为：5％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、0.3％的十二烷基磷酸酯和0.3％的苯骈三氮唑，溶剂为5％的95％乙醇加水。采用HNO3调节pH＝2.5，控制钝化槽内温度35℃，在线钝化时间5秒。钝化槽内带有搅拌和恒温控温系统，槽中溶液通过泵和管路循环。钝化后的铝管在90℃下干燥固化5～8分钟，然后转盘包装；无蒸发器铝管与铝板的硫化胶粘问题出现。
钝化铝管产品经取样测定，570小时中性盐雾试验(GB/T 10125-1997)无明显变化，应用性能试验表明，钝化铝管满足冰箱冰柜加工过程的焊接、弯曲、粘接等加工要求，钝化工艺过程安全环保，且钝化液中不含任何有害物质，满足欧盟WEEE&ROHS指令要求。