鋁及鋁合金鉻磷化技術(shù)

在鋁及鋁合金表面上形成綠色非晶型的鉻酸磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程叫鉻磷化，是在含有磷酸、六價(jià)鉻和堿性氟化物等組成的酸性溶液中進(jìn)行的。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定了鋁及鋁合金鉻酸磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的標(biāo)準(zhǔn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)條件

材料 工業(yè)純鋁L6；溫度 20℃；時(shí)間 10min。

工藝流程 除油除銹→水洗→浸酸→水洗→鉻磷化→水洗→自然干燥(或＜70℃干燥)。

檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 反應(yīng)(氣泡)的強(qiáng)弱、膜層的顏色深淺、附著力、膜的質(zhì)量。

1.2 成膜影響因素

1.2.1 配方組成

(1)復(fù)合加速劑A9g/L、Cr(Ⅵ) 2 g/L時(shí)，H3PO4在5～40ml/L范圍內(nèi)可形成附著力優(yōu)良的膜,H3PO4≥40ml/L則形成疏松的粉狀膜。

(2)固定H3PO4 25ml/L、Cr(Ⅵ) 2g/L時(shí)，復(fù)合加速劑A在1～9g/L能正常成膜；A 9? 15g/L形成粉狀膜；A＞15g/L時(shí)，無(wú)能膜且腐蝕基體。

(3)固定H3PO4 25ml/L：加速劑A 9g/L時(shí)，Cr(Ⅵ)含量在1～5g/L，綠色膜顏色逐漸變淺，膜層附著力優(yōu)良，說(shuō)明Cr(Ⅵ)參與成膜過(guò)程，以Cr(Ⅲ)的形式進(jìn)入膜層。為保護(hù)環(huán)境減少污染，Cr(Ⅵ)的含量選擇低含量為宜。

根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)確定鉻磷化的最佳工藝配方為：

H3PO4 15～25ml/L；Cr(Ⅵ) 1.5～2 g/L；復(fù)合加速劑 6～9g/L。

1.2.2 溫度的影響

溫度升高，反應(yīng)加快，8～45℃下均能形成優(yōu)良的綠色膜，＞45℃后，溫度升高反應(yīng)劇烈，膜色反而變淺且疏松，繼續(xù)提高以致無(wú)膜而腐蝕基體。試驗(yàn)證明鉻磷化完全可以室溫加工。

1.2.3 時(shí)間的影響 膜重與處理時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)圖。

t≤5min形成彩虹色膜，t＞5 min形成淺綠色膜并隨時(shí)間延長(zhǎng)綠色加深，25～35min形成深綠色膜。當(dāng)時(shí)間延長(zhǎng)至數(shù)小時(shí)，膜層粗糙疏松。

1.2.4 基材的適應(yīng)性

鉻磷化對(duì)鋁及鋁合金材料的加工適應(yīng)性很廣泛，對(duì)工業(yè)純鋁、防銹鋁、硬鋁以及鑄造鋁合金(硅鋁合金)等，都具有基體相同的成膜規(guī)律，零件表面的光澤顏色及粗糙度等僅對(duì)膜的光澤和顏色略有影響。

2 膜的性質(zhì)

鉻磷化膜是非晶型的，膜薄時(shí)呈帶彩虹色的淺綠色，稍厚的膜呈橄欖綠色。薄膜的柔韌性優(yōu)良，能承受零件的各種變形加工。厚膜的脆性較提高。新鮮的鉻磷化膜易溶于的1∶1硝酸溶液。經(jīng)干燥并存放一段時(shí)間后膜的抗蝕性能提高，不溶于1∶1的硝酸、磷酸和硫酸。在大氣中放置一年無(wú)腐蝕、退色，膜層完好。