一种铝合金表面钴盐转化膜的制备方法与流程

本发明属于钴盐转化处理
技术领域：
，具体涉及一种铝合金表面钴盐转化膜的制备方法。
背景技术：
：铝是地壳中储量最丰富的金属元素，而铝合金作为工业中应用最为广泛的有色金属结构材料之一，具有密度小、可强化、易加工、导电、导热性能优、耐腐蚀等优越性能，成为了构建现代文明的重要基材，也获得了全球的广泛应用，诸如在运输、建筑、电子、五金等多处领域内用作极为重要的结构件或主要的装饰材料。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，这层氧化薄膜耐压能力欠佳，易破损，也易受一些杂质和各种油类污染物的吸附与污染，使得铝合金基材在空气中不断腐蚀。所以，在铝合金材料使用过程中，局部的腐蚀扩散，会导致铝合金基材的疲劳性能、塑性和强度等性能大幅度的下降，最终使其完全失去原有的作用效果。铝合金耐腐蚀性的表面处理有化学转化、阳极氧化、镀层、热喷涂技术及纳米涂层技术等。其中化学转化包括铬盐转化与无铬转化，由于铬盐转化中六价铬离子具有致癌作用并且对环境有很大的破坏力，所以在目前的研究中主要是以无铬转化为方向。铝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cn93101737.8公开了一种铝合金钴盐化学转化膜的方法。其中氧化剂选用双氧水。选用双氧水作为氧化剂的不足之处就是双氧水用量大，在60℃时会分解成氧气与水，并且配制过程较为复杂，不适合大规模使用。技术实现要素：本发明主要提供了一种铝合金表面钴盐转化膜的制备方法，制备的膜层连续且均匀，膜层的电阻值比较高，抗腐蚀性能强。其技术方案如下：一种铝合金表面钴盐转化膜的制备方法，包括以下步骤：(1)对铝合金表面进行清洗、除油、除膜处理；(2)将铝合金放入含钴处理液中进行氧化处理，形成钴盐转化膜，其中含钴处理液由硝酸钴、乙酸铵、氧化剂、过氧化叔丁醇溶于水配制而成。优选的，含钴处理液中硝酸钴浓度为20-27g/l，乙酸铵浓度为20-30g/l，氧化剂浓度为10-20g/l，过氧化叔丁醇浓度为1-10g/l。优选的，所述氧化剂为高锰酸钾。优选的，步骤(1)中对铝合金表面处理的方法为，先将铝合金放入无水乙醇中浸泡1-3min，水洗后放入1.0-1.5mol/l的naoh溶液中于50-70℃的温度下浸泡1-2min，最后放入1.0-1.5mol/l的hno3溶液中浸泡15-30s，水洗干燥。优选的，所述水洗的方法为先用流动水清洗，再用去离子水冲洗。优选的，步骤(2)中氧化处理的温度为50-80℃，氧化时间为10-30min。采用上述方案，本发明具有以下优点：本发明形成的钴盐转化膜无色透明，膜层连续且均匀，点滴时间为12s，在交流阻抗实验与塔菲尔实验中可达到很高电阻值，膜层的电阻值比较高，抗腐蚀性能较强。附图说明图1为实施例1中在铝合金表面形成的钴盐转化膜的sem图；图2为实施例1形成的钴盐转化膜在5％的nacl溶液中得到的塔菲尔曲线测试图；图3为实施例1形成的钴盐转化膜在5％的nacl溶液中得到的交流阻抗测试图。具体实施方式以下实施例中的实验方法如无特殊规定，均为常规方法，所涉及的实验试剂及材料如无特殊规定均为常规生化试剂和材料。实施例1本实施例在铝合金表面形成钴盐转化膜的制备方法如下：①处理：将铝合金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1.0mol/l的naoh溶液中在60℃的温度下浸泡30s以去除天然氧化膜；取出后立即放入浓度为1.0mol/l的hno3溶液中浸泡15s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经过步骤①预处理过的铝合金放入上述含钴处理液中在80℃的温度下进行化学氧化30min，从而在铝合金表面形成钴盐转化膜；③经过步骤②的化学氧化后的表面形成有钴盐转化膜的铝合金先在流动水中清洗，然后再用去离子水冲洗，吹干即可。步骤②中含钴处理液由硝酸钴、乙酸铵、氧化剂、过氧化叔丁醇溶于水配制而成，其中硝酸钴浓度为20g/l，乙酸铵浓度为26g/l，氧化剂浓度为17.5g/l，过氧化叔丁醇浓度为7.5g/l。图1为本实施例制备出的30000倍的铝合金表面钴盐转化膜层的sem照片。从sem图上可以观察出利用实例1配方制备出的膜层表现为紧密多孔状态，表面氧化膜的紧密程度越高其耐腐蚀性能越好。图2为形成的钴盐转化膜在5％的nacl溶液中得到的塔菲尔曲线测试图。经过塔菲尔曲线耐腐蚀参数计算，此条件制备出的膜层的ecorr为-0.810v，icorr为0.281μa·cm-2，膜层极化电阻可以达到11.539kω·cm-2，因此膜层的极化电阻越高，膜层的耐腐蚀性能就越强。图3为形成的钴盐转化膜在5％的nacl溶液中得到的交流阻抗图。通过nova软件对交流阻抗图谱进行拟合，过氧化叔丁醇与促进剂的用量为7.5g/l与17.5g/l的时候拥有最高的膜层电阻8.24kω，膜层电阻越高，其耐腐蚀性能也就越好。实施例2-5在实施例2-5中，各实施例与实施例1的区别在于含钴处理液的不同，各实施例含钴处理液配方如下：实施例2实施例3实施例4实施例5硝酸钴27g/l25g/l20g/l22g/l乙酸铵30g/l26g/l25g/l20g/l高锰酸钾12.5g/l17.5g/l20g/l10g/l过氧化叔丁醇1g/l10g/l5g/l2.5g/l对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。当前第1页12