专利名称：一种铝件表面锌化处理粉剂的制备方法及其涂覆方法
技术领域：
本发明涉及一种铝件表面锌化处理方法，更具体涉及一种铝件锌化粉剂制备方法 和涂覆方法，适用于铝制构件、钢制构件及铸铁构件等，特别适用于铝件的表面锌化处理。
背景技术：
铝及其合金是仅次于钢铁材料的重要金属材料，然而在潮湿污染的工业大气和海 洋大气环境中，铝及其合金会发生严重腐蚀，形成白色疏松的粉末状腐蚀产物，影响产品的 外观以及缩短使用寿命。目前比较有效的防护方法包括调整铝合金的元素成分、阳极氧 化处理、有机涂层处理及钝化处理等，这些方法一定程度上延缓了铝及其合金腐蚀的发生 和发展。但是在实际应用过程中，受待处理构件的形状、防腐要求及工业化生产等因素的影 响，这些方法仍然不满完全满足需求。发明专利CN1154390A，公开一种聚合物组合物，该组合物优磷酸根离子、缩合磷酸 根离子、氧化剂及水溶性聚合物组成。该专利声称当涂施于含铝金属材料表面时能形成具 有良好的耐腐蚀性和涂料粘合力的树脂涂层。基于该发明的原理可知，该组合物提高铝及 其合金耐腐蚀性的机理是通过在铝及其合金表面形成致密的涂膜，从物理上屏蔽腐蚀性介 质的渗入从而延缓腐蚀。然而，实际应用已证实物理屏蔽方法在潮湿大气，特别是含有大量 氯离子的海洋大气环境中是很难维持铝及其合金长期的良好耐腐蚀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝件表面锌化处理粉剂的制备方法及其涂覆方法，使其 相较于现有技术具有更高和更长期的耐腐蚀性。本发明的另一个目的是经本发明处理过的铝及其合金表面涂层发生破损后，涂层 会发生自修复以避免破损处发生腐蚀。为实现上述目的，本发明提供了一种铝件表面锌化处理粉剂的组成成分和重量百 分比为14. 9-90的锌粉、84. 9-8. 0的惰性金属氧化物粉、0. 1-1. 0的活化剂以及0. 1-1. 0 的助剂；按比例称取上述各组分，研磨混合均勻，其中，组分中颗粒最大直径< 150微米。更为优选的是所述铝件表面锌化处理粉剂的组成成分和重量百分比为 14. 9-84. 5的锌粉、84. 9-14. 5的惰性金属氧化物粉、0. 1-0. 5的活化剂以及0. 1-0. 5的助 剂。所述的锌粉粒径< 50微米；更为优选的是所述的锌粉粒径< 35微米，所述锌粉的 作用是提供锌化处理的锌源，其通过阴极保护作用保护铝件发生腐蚀；所述的惰性金属氧化物粉的粒径< 150微米，所述惰性金属氧化物的作用是提高 粉剂的熔点，以便在更高温度下进行锌化处理工艺。所述的惰性金属氧化物粉包括=SiO2或Al2O3粉或SiO2和Al2O3粉的混合物。所述的活化剂是氯化铵(NH4Cl)或硝酸铵(NH4NO3)，所述活化剂的作用是在锌化 处理过程中保持铝件表面始终处于活化状态，以提高锌化处理的速度。
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所述的助剂为氨基磺酸铵(NH4NH2SO3)，所述助剂的作用是在锌化处理过程中产生 惰性气体阻止锌粉和铝件表面发生氧化，从而获得较厚的锌化处理层。。本发明还提供了一种利用所述制得的铝件表面锌化处理粉剂进行铝件表面锌化 的涂覆方法，其包括将铝件表面锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封 钢罐中，然后对钢罐进行加热升温，并控制温度在400士 10°C，恒温60 180分钟后冷却至 室温。由上述技术方案可知，本发明的铝件表面锌化粉剂制备方法和涂覆方法，具有以 下有益效果1、本发明添加了金属锌粉，锌是表面锌化层的主要构成成分。通过在铝件表面形 成含有大量锌的致密保护层，可以阻止腐蚀性介质直接接触铝件基体，从而具有更高和更 长期的耐腐蚀性。
2、本发明添加的锌具有比铝更低的腐蚀电位，因此一旦表面锌化层发生破损，破 损处周边的锌会通过阴极保护原理对破损处的铝进行电化学保护，同时腐蚀产生的氧化锌 或碳酸锌堆积在破损处完成对破损处的自修复过程。3、经实验证明，铝件经本发明的表面锌化处理后，在工业大气环境中暴露600天 未发现显著锈迹，相比现有技术大大增加了耐腐蚀性。
具体实施例方式下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。实施例一(1) 52g的锌粉；(2) 206. 96g的二氧化硅粉；(3) 0. 52g的氯化铵；(4) 0. 52g的氨基
磺酸铵。首先准确称取上述组分，研磨混合均勻，且组分中颗粒最大直径不超过150微米。 将混合好的锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封钢罐中，然后对钢罐进 行加热升温，并控制温度在410°C，恒温180分钟后冷却至室温。将铝件从锌化处理粉剂分离出来进行钝化处理，然后进行中性喷盐雾试验，试验 1200小时后铝件表面没有发现显著锈迹。实施例二 (1) 129. 5g的锌粉；(2) 129. 5g的三氧化二铝粉；(3) 0. 5g的硝酸铵；(4) 0. 5g的氨
基磺酸铵。首先准确称取上述组分，研磨混合均勻，且组分中颗粒最大直径不超过150微米。 将混合好的锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封钢罐中，然后对钢罐进 行加热升温，并控制温度在400°C，恒温120分钟后冷却至室温。将铝件从锌化处理粉剂分离出来进行钝化处理，然后进行中性喷盐雾试验，试验 1600小时后铝件表面没有发现显著锈迹。实施例三(1) 149g的锌粉；⑵20g 二氧化硅粉；(3) 28. 5g的三氧化二铝粉；⑷0. Sg的硝酸 铵；(5)0. 4g的氨基磺酸铵。首先准确称取上述组分，研磨混合均勻，且组分中颗粒最大直径不超过150微米。将混合好的锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封钢罐中，然后对钢罐进 行加热升温，并控制温度在390°C，恒温90分钟后冷却至室温。将铝件从锌化处理粉剂分离出来进行钝化处理，然后进行中性喷盐雾试验，试验 1500小时后铝件表面没有发现显著锈迹。实施例四用刮刀在经上述实施例一、二和三处理后的铝件表面沿试片对角线划叉，深度约 1mm，然后进行盐雾试验，三组试片划痕处在试验720小时之内均未出现显著锈蚀。取出试 片可见划痕处牢固附着白色物质，刮下白色物质，未见铝基体发生显著腐蚀，经XRD检测白 色物质主要成分为氧化锌，表明经锌化处理过的铝件具有自修复功能。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依 然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修 改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述铝件表面锌化处理粉剂 的组成成分和重量百分比为14. 9-90的锌粉、84. 9-8. 0的惰性金属氧化物粉、0. 1-1. 0的 活化剂以及0. 1-1.0的助剂；按比例称取上述各组分，研磨混合均勻，其中，组分中颗粒最 大直径≤150微米。
2.根据权利要求1所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述铝件 表面锌化处理粉剂的组成成分和重量百分比为14. 9-84. 5的锌粉、84. 9-14. 5的惰性金属 氧化物粉、0. 1-0. 5的活化剂以及0. 1-0. 5的助剂。
3.根据权利要求1或2所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述的 锌粉粒径≤ 50微米；所述的惰性金属氧化物粉的粒径≤150微米。
4.根据权利要求3所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述的惰 性金属氧化物粉包括Si02或A1203粉或Si02和A1203粉的混合物。
5.根据权利要求3所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述的锌 粉粒径≤ 35微米。
6.根据权利要求1或2所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述的 活化剂是氯化铵或硝酸铵。
7.根据权利要求1或2所述的铝件表面锌化处理粉剂的制备方法，其特征在于，所述的 助剂为氨基磺酸铵(nh4nh2so3)。
8.一种所述的铝件表面锌化处理粉剂的涂覆方法，其特征在于，包括步骤将由所述 制备方法制得的铝件表面锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封钢罐中， 然后对钢罐进行加热升温，并控制温度在400士 10°C，恒温60 180分钟后冷却至室温进行 铝件表面锌化涂覆。
全文摘要
本发明公开了一种铝件表面锌化处理粉剂的制备方法及其涂覆方法，其中铝件表面锌化处理粉剂由以重量百分比计的如下组分组成14.9-84.5的锌粉、84.9-14.5的惰性金属氧化物粉、0.1-0.5的活化剂以及0.1-0.5的助剂。所述制得的铝件表面锌化处理粉剂的涂覆方法为将由所述制备方法制得的铝件表面锌化处理粉剂和需进行锌化处理的铝件一同放置于密封钢罐中，然后对钢罐进行加热升温，并控制温度在400±10℃，恒温60～180分钟后冷却至室温进行铝件表面锌化涂覆。经本发明处理过的铝板耐腐蚀性能显著提高，特别是耐海洋性大气环境腐蚀能力极大提高。
文档编号C23C10/36GK102002665SQ201010520740
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者李晓刚, 杜翠薇, 程学群, 高瑾 申请人:北京科技大学