铝及铝合金铬酸盐化学转化膜处理液配方

铝及铝合金化学氧化是指在不通电的条件下，铝及铝合金在适当的温度范围内浸入氧化溶液中发生化学反应，在其表面生成与基体有一定结合力的、不溶性的氧化膜的工艺。在反应过程中，溶解在溶液中的三价铝离子（Al3+）与溶液中的氧化剂、氢氧根（OH-）结合生成三氧化二铝（Al2O3）和氢氧化铝[Al(OH)3]。当由Al2O3和Al(OH)3组成的氧化膜厚度达到一定值（0.5-4um）时，由于膜层没有疏松的孔隙，阻碍了溶液与基体的接触，使得膜层生长停止。

MIL-DTL-5541F是表面本色钝化处理。

这是美国军用标准，针对铝合金，做表面钝化工艺的一个规范。需求不含铬的钝化工艺。铝及合金的化学转化膜，它将铝合金化学转化膜根据成分不同，分为两大类，TYPE1是包含六价铬成分，type‖不包含六价铬成分。

这标准中有不同的类型和级别，类型1：含六价铬钝化膜层，类型2：不含六价铬。级别1A：用于最大防腐，涂漆和不涂漆防护层。级别3：用于低电阻值要求的防护层。这其中对盐雾性能、附着力、电阻值、检测方法、解决方案都有要求。

铬酸盐毒性高且易致癌，随着环保意识的增强，铬酸盐的使用受到严格的限制，急需开发低毒性的铬酸盐替代品。因此在要性能安全要求高的金属合金要求无铬钝化。

扩展资料：

表面使用无铬钝化，其钝化液中不含铬及铬的任何价位离子，在源头上控制了铬离子的存在，使生产企业做到了使用新产品进行清洁生产的目的。

钝化后的产品不含任何铬离子，也保证了最终产品符合环保要求，不会存在对人体有害的铬。有些人认为三价铬也是无铬钝化，这是非常错误的观念，因为三价格也能最终转化为六价铬，因此，真正的无铬钝化是不含任何铬离子的。

某些无铬钝化的防腐蚀效果相似于六价铬或三价铬钝化，有些指标甚至超过六价铬钝化；而同时有些无铬钝化的工艺简单，无需改变现有镀锌工艺，因此使用无铬钝化代替有铬钝化在效果上和生产上都被被证明是可行的。

参考资料来源：百度百科--表面钝化工艺

参考资料来源：百度百科--化学转化膜

参考资料来源：百度百科--无铬钝化

铝及其合金表面处理通常情况在喷涂之前的一道工艺为前处理清洗：高远推荐流程为：除油脱脂→水洗→水洗→去氧化膜→水洗→水洗→钝化（皮膜）→水洗→水洗→烘干。

1.　除油：除油最常见的是碱洗，碱洗的目的主要是去除铝合金表面沾附的油污。常用的碱洗液配方由Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3和添加剂组成，主要用浸洗和喷淋，也可用电解清洗剂和超声波清洗剂。推荐药剂：GY-202-A中性除油粉　 GY-205-A中性除油剂　 GY-205-B铝除油剂　 GY-208冷脱剂

2.　去除氧化膜：铝材表面自然形成的氧化膜是不均匀非连续薄膜，在涂装前必须彻底清除，对于轧制的铝合金制件可用铬酸、硫酸、氢氟酸的混合液来去除表面氧化膜，而压铸件则以硝酸为主。

推荐药剂：GY-216铝酸脱

3.　化学转化（皮膜生成）：转化处理的目的是使铝合金表面形成致密而均匀的连续薄膜。这一工序的作用相当于钢铁件表面处理工艺中的磷化工序，但其溶液不同，目前铝及铝合金的转化膜以三价铬皮膜剂为主，一般需要喷漆的更侧重于无铬皮膜剂。六价铬因为毒性大、污染严重被逐步淘汰。转化膜形成后，必须用清水清洗，然后用热风干燥，以增强膜层的硬度。

推荐药剂：GY-404无铬铝皮膜剂　 GY-406三价铬铝皮膜剂　 GY-401金黄色铝皮膜剂　 GY-402无色铝皮膜剂

一般情况下，喷漆工艺能获得较好的外观质量。喷漆涂层具有较好的光泽、色泽及耐候性，通常用于汽车外涂层、摩托车油箱等外观要求较高的场合。对于防腐要求较高的场合，如摩托车车架、放在厨房中的冰箱等一般采用喷粉工艺。电泳工艺一般运用于耐盐雾试验、耐冲击性等要求比较高的场合并且充当底漆的作用。当然象汽车雨刮器、高档门锁等只需一道电泳漆就能满足要求。有时对一种产品三种工艺都能适用，这由各方面的综合因素而定。

从成本方面进行选择，前处理依次为抛丸→喷砂→磷化→抛光，喷涂→电泳→氧化→电镀。磷化后只能进行喷涂、电泳，不能再做氧化、电镀处理。

从装饰和防腐蚀方面进行选择，前处理依次为抛光→磷化→喷砂→抛丸，氧化→电镀→喷涂→电泳。

汽车发动机壳体一般采用抛丸→喷涂处理。

表面前处理方法

1、手工处理：

如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳

动强度大、生产效率低，质量差，清理不彻底。

2、化学处理：

主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污，再利用尼龙制成的毛刷辊或

304#不锈钢丝（耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象，对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。

3、机械处理法：

主要包括钢丝刷辊拉丝法，机械抛光法、喷丸法。

a、钢丝刷辊抛光法也就是刷辊在电机的带动下，刷辊以与轧件运动相反的方向在板带的上下表面高速旋转刷去氧化皮。刷掉的氧化皮采用封闭循环冷却水冲洗系统冲掉。

b、 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度。

c、喷丸分为抛丸和喷砂：

用钢丸或砂粒进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但抛丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于Fe304和FE203没有塑性，破碎后剥离，而油膜与其材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷砂无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。

根据使用的方法不同，可将表面后处理技术分为下述种类。

一、电化学方法

这种方法是利用电极反应，在工件表面形成镀层。其中主要的方法是：

1、电镀

在电解质溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电

镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒，如镀铜、镀镍等。

2、氧化

在电解质溶液中，工件为阳极，在外电流作用下，使其表面形成氧化膜层的过程，称

为阳极氧化，铝合金表面形成三氧化二铝膜。

3、电泳

工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中，与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下，涂料溶液中已离解成带电的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子，连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面，形成涂层，这一过程称为电泳。

二、化学方法

这种方法是无电流作用，利用化学物质相互作用，在工件表面形成镀覆层。其中主要的方法是：

1、化学转化膜处理

在电解质溶液中，金属工件在无外电流作用，由溶液中化学物质与工件相互作用从而

在其表面形成镀层的过程，称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。

2、化学镀

在电解质溶液中，工件表面经催化处理，无外电流作用，在溶液中由于化学物质的还

原作用，将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程，称为化学镀，如化学镀镍、化学镀铜等。

三、热加工方法

这种方法是在高温条件下令材料熔融或热扩散，在工件表面形成涂层。其主要方法是：

1、热浸镀

金属工件放入熔融金属中，令其表面形成涂层的过程，称为热浸镀，如热镀锌、热镀铝等。

2、热喷涂

将熔融金属雾化，喷涂于工件表面，形成涂层的过程，称为热喷涂，如热喷涂锌、热

喷涂陶瓷等。

3、热烫印

将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上，形成涂覆层的过程，称为热烫印，如热烫印铜箔等。

4、化学热处理

工件与化学物质接触、加热，在高温态下令某种元素进入工件表面的过程，称为化学热处理，如渗氮、渗碳等。

5、堆焊

以焊接方式，令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程，称为堆焊，如堆焊耐磨合金等。

四、真空法

这种方法是在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。

其主要方法是。

1、物理气相沉积（PVD）在真空条件下，将金属气化成原子或分子，或者使其离子化成离子，直接沉积到工件表面，形成涂层的过程，称为物理气相沉积，其沉积粒子束来源于非化学因素，如蒸发镀溅射镀、离子镀等。

2、离子注入

高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程，称为离子注入，如注硼等。

3、化学气相沉积（CVD）低压（有时也在常压）下，气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程，称为化学气相镀，如气相沉积氧化硅、氮化硅等。

五、喷涂

喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂。

1、空气喷涂

空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。

2、无空气喷涂

无空气喷涂是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增压泵将液体状的涂料增压，然后经高压软管输送至无气喷枪，最后在无气喷嘴处释放液压、瞬时雾化后喷向被涂物表面，形成涂膜层。由于涂料里不含有空气，所以被称为无空气喷涂，简称无气喷涂。

3、静电喷涂

静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。

1、 铬化：这种方式就是在型材的表面形成一层化学转化膜，膜的吸附性比较好，可用于各种涂装底层，优点是颜色丰富可选。多适用于铝及铝合金、铝镁合金。

2、 阳极氧化：这是工业铝型材常见的表面处理方式。其原理是在型材的表面形成一种氧化膜，优点是可以增加型材防腐耐磨，且有绝缘效果，适合多种行业生产领域，能起到防静电的作用。

3、 电泳： 和喷涂的效果差不多，都是在表面形成一层有机涂层，颜色丰富多选装饰性好，持久性好。

4、 电镀：方式较多，常见的有镀镍、镀银、镀金、镀锌、镀铜、镀铬等。优点是选择多样，可根据自身的需求进行选择，能增加产品的物理性能及化学性能。

5、 粉末喷涂：常见的方式有浸涂、喷涂、刷涂等。原理是在型材表面形成有机涂层，优点是颜色丰富多选，装饰性好还可以增加耐腐蚀性、且保持颜色的耐久性。