本發明涉及金屬材料的表面處理技術領域，具體地說，涉及一種鋁合金鈍化試劑及鈍化工藝。

背景技術：

鋁合金因其比強度高、導熱和導電性好、色澤美觀、無磁性、塑性好、無低溫脆性等優點，被廣泛應用于航空航天、機械裝備、家電、建筑等領域。其用量僅次于鋼鐵，是工業領域中用量第二的金屬材料。但鋁合金化學性質較為活潑，在大氣環境中，其表面容易形成一層極薄的氧化膜(其厚度通常為幾個納米)，對基體具有一定的防護作用。但該自然氧化膜太薄，易于破損，在潮濕的大氣中，特別在含有Cl﹣的環境中，非常容易發生腐蝕。自然條件下，鋁及其合金的腐蝕通常為局部腐蝕，主要表現為：點腐蝕、電偶腐蝕、絲狀腐蝕、層狀腐蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕。局部腐蝕隱蔽性強、難控制、破壞迅速，很容易造成災難性事故，因此，為擴大鋁合金應用范圍，延長其使用壽命，鋁及其合金在使用前要經過必要的表面處理。

鈍化處理是鋁合金等金屬材料常用的表面處理技術。鉻酸鹽鈍化因其所獲鈍化膜耐蝕性優良、成本低廉、操作方便而得到廣泛的應用。雖然鉻酸鹽處理技術已經很成熟，但是鉻酸鹽鈍化處理液中含有對人體及環境有害的六價鉻，科學研究發現，六價鉻化合物在體內具有致癌作用。六價鉻還會引起諸多的其他健康問題，如吸入某些較高濃度的六價鉻化合物會引起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢、鼻出血、潰瘍和鼻中隔穿孔。短期大劑量的接觸，在接觸部位會產生不良后果，包括潰瘍、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。攝入超大劑量的鉻會導致腎臟和肝臟的損傷、惡心、胃腸道刺激、胃潰瘍、痙攣甚至死亡。皮膚接觸會造成潰瘍或過敏反應（六價鉻是最易導致過敏的金屬之一，僅次于鎳）。據實驗研究表明，大劑量飼喂小鼠，六價鉻會對小鼠的繁殖產生影響，造成每窩仔鼠的數量減少和胎鼠體重下降。

由于對環境和人體健康造成嚴重傷害，歐盟、美國等國家已經對化學物質進行了嚴格限制，歐盟頒布的 RoHS 和WEEE法規明令禁止或限制涉及六價鉻工藝的使用，鉻酸鹽工藝將逐步退出應用領域。鑒于上述原因，因此研究和開發一種無毒或者低毒的鈍化液以替代鉻酸鹽鈍化工藝已成該領域發展的必然趨勢。

技術實現要素：

本發明的一目的在于提供一種鋁合金鈍化試劑，鈍化效果好，且對環境無污染。

本發明公開的鋁合金鈍化試劑所采用的技術方案是：一種鋁合金鈍化試劑，包括過硫酸銨、絡合劑、促進劑和PH調節劑, 其中，所述過硫酸銨的含量為10-20g/L，所述絡合劑的含量為0.5-1g/L，所述促進劑的含量為3-6g/L。

作為優選方案，所述絡合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種。

作為優選方案，所述促進劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質量百分比為20-25%。

作為優選方案，所述PH調節劑為1:1氨水。

本發明公開的鋁合金鈍化試劑的有益效果是：鈍化效果好，且對環境無污染。

本發明的另一目的在于提供一種鋁合金鈍化工藝。

本發明公開的鋁合金鈍化工藝所采用的技術方案是:

一種鋁合金鈍化工藝，包括以下步驟：

S1采用溫度為60-70℃的除油試劑對鋁合金表面除油；

S2水洗；

S3使用60-70℃的微腐蝕試劑對鋁合金表面進行微腐蝕，時間為30-60秒；

S4水洗；

S5洗白，將鋁合金基材放入常溫下的洗白試劑中浸泡1-3分鐘；

S6水洗；

S7將經步驟S6水洗后的鋁合金基材放入權利要求1-4任一項所述的鋁合金鈍化試劑中，在常溫狀態下浸泡1-3分鐘；

S8水洗；

S9烘烤。

作為優選方案，步驟S1中的除油試劑為碳酸鈉、三聚磷酸鈉、無水偏硅酸鈉、十二烷基硫酸鈉、硫脲和水的混合液，所述碳酸鈉的質量百分比為0.1-0.3%，所述三聚磷酸鈉的質量百分比為0.3-0.5%，所述無水偏硅酸鈉的質量百分比為0.1-0.2%，所述十二烷基硫酸鈉的質量百分比為0.6-0.8%，所述硫脲的質量百分比為0.1-0.2%。

作為優選方案，步驟S3中的微腐蝕試劑為氫氧化鈉、無水偏硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、磷酸二氫鈉和水的混合液，所述氫氧化鈉的質量百分比為1.0-1.2%，所述無水偏硅酸鈉的質量百分比為0.2-0.3%，所述葡萄糖酸鈉的質量百分比為1.2-1.5%，所述磷酸二氫鈉的質量百分比為0.1-0.3%。

作為優選方案，步驟S5中的洗白試劑為過氧化氫、氟化氫銨、硝酸、檸檬酸和水的混合液，所述過氧化氫的質量百分比為10-12%，所述氟化氫銨的質量百分比為30-35%所述硝酸的濃度為65%，其質量百分比為0.05-0.1%，所述檸檬酸的質量百分比為0.1-0.3%。

本發明公開的鋁合金鈍化工藝的有益效果是：工藝簡單、鈍化效果好，環保、對環境無污染。

具體實施方式

實施例一：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入10g過硫酸銨、0.5g絡合劑以及3g促進劑，充分攪拌溶解，加入適量的水以及1：1氨水，調節PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質量百分比為20-25%。

實施例二：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入15g過硫酸銨、1g絡合劑以及3g促進劑，充分攪拌溶解，加入適量的水以及1：1氨水，調節PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質量百分比為20-25%。

實施例三：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入20g過硫酸銨、0.5g絡合劑以及6g促進劑，充分攪拌溶解，加入適量的水以及1：1氨水，調節PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質量百分比為20-25%。

實施例四：鋁合金鈍化試劑的配制：取一定量的去離子水，加熱至60℃，依次加入20g過硫酸銨、1g絡合劑以及6g促進劑，充分攪拌溶解，加入適量的水以及1：1氨水，調節PH值至3-4，且溶液定容為1L，其中所述絡合劑為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸中的一種或多種，所述促進劑包括硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氟鋯酸鉀和偏釩酸銨，所述硫酸銨的質量百分比為25-30%，所述硫酸鋁的質量百分比1-2%，所述硫酸鎂的質量百分比為4-5%，所述氟鋯酸鉀的質量百分比為40-45%，所述偏釩酸銨的質量百分比為20-25%。

取一段6063鋁合金，裁切成四段30mm*30mm*4mm的試樣，并在試樣一端打孔便于懸掛，將裁切好的鋁合金試樣進行打磨，采用不同粒度砂紙由低到高（500#-1000#-1500#）逐級打磨，將上述四段試樣采用以下鈍化工藝分別在實施例一、實施例二、實施例三和實施例四制備的鋁合金鈍化試劑中鈍化。

一種鋁合金鈍化工藝，包括以下步驟：S1采用溫度為60-70℃的碳酸鈉、三聚磷酸鈉、無水偏硅酸鈉、十二烷基硫酸鈉和硫脲的水溶液對鋁合金表面除油，其中所述碳酸鈉的質量百分比為0.1-0.3%，所述三聚磷酸鈉的質量百分比為0.3-0.5%，所述無水偏硅酸鈉的質量百分比為0.1-0.2%，所述十二烷基硫酸鈉的質量百分比為0.6-0.8%，所述硫脲的質量百分比為0.1-0.2%；

S2水洗；

S3使用60-70℃的氫氧化鈉、無水偏硅酸鈉、葡萄糖酸鈉和磷酸二氫鈉的水溶液對鋁合金表面進行微腐蝕，時間為30-60秒，其中所述氫氧化鈉的質量百分比為1.0-1.2%，所述無水偏硅酸鈉的質量百分比為0.2-0.3%，所述葡萄糖酸鈉的質量百分比為1.2-1.5%，所述磷酸二氫鈉的質量百分比為0.1-0.3%；

S4水洗；

S5洗白，將鋁合金基材放入常溫下的過氧化氫、氟化氫銨、硝酸、檸檬酸的水溶液中浸泡1-3分鐘，其中，所述過氧化氫的質量百分比為10-12%，所述氟化氫銨的質量百分比為30-35%，所述硝酸的濃度為65%，其質量百分比為0.05-0.1%，所述檸檬酸的質量百分比為0.1-0.3%；

S6水洗；

S7將經步驟S6水洗后的鋁合金基材放入鋁合金鈍化試劑中，在常溫狀態下浸泡1-3分鐘；

S8水洗；

S9烘烤。

對實施例1-4組進行中性鹽霧試驗，試驗條件如表1所示：

經過72h鹽霧測試，結果如表2所示：

經過上述實施例制成的鋁合金，能通過中性鹽霧試驗72小時，通過破壞實驗，適當增加濃度或提高溫度，對鋁合金皮膜耐腐蝕有所提高。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。