專利名稱：鎳-氟系常溫封孔液的pH值調整方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有色金屬表面處理技術領域，具體地指一種用于有色金屬表面的 鎳_氟系常溫封孔液的PH值調整方法。
背景技術：
鋁及鋁合金陽極氧化后形成的氧化膜層為多孔膜，為了增加膜層的耐蝕、耐曬等 性能，必須對膜層進行封孔處理?，F有比較經濟適用的封孔方法主要是常溫封孔法，常用的 比較穩(wěn)定可靠的封孔液主要為Ni-F系的常溫封閉液。其中包括專利申請?zhí)朥S4648911提 出的由硫酸鎳、氟化鈉、潤濕劑及防腐劑配制的低溫封孔液；專利申請?zhí)朥S4647347提出的 硫酸鎳或醋酸鎳、醋酸銨、氟化鉀、粉霜抑制劑的常溫封孔液；專利申請?zhí)朇N92107862. 5提 出的碳酸鎳、氟硼酸、醋酸鎳、氫氧化鈉的常溫封閉液。這些M-F系的常溫封孔液，除了溶 液中各主鹽對膜層封孔質量的影響較大外，其PH值的影響也是一項非常重要的因素，甚至 是決定能否獲得合格膜層的關鍵因素。目前，常用的PH值調整方法，包括上述專利申請中對于PH值的調整方法為當溶液的PH > 7時，采用硫酸溶液調整或通過加入溶液的中固有的酸液進行調 整，如專利CN92107862. 5氟硼酸進行調整。當溶液的PH < 5時，采用氫氧化鈉溶液進行調整。采用上述方法雖然能夠滿足使用要求，但存在如下不足之處(1)由于溶液的PH值變化較快，需經常調整，但調整范圍很窄，采用強酸或強堿溶 液時，不能量化調整，很難一步到位，導致其控制較難，效率較低。(2)采用氫氧化鈉這種強堿性溶液調整PH值時，由于Ni-F系常溫封孔液中含有 Ni2+，當加入的NaOH過量時，0H—就會消耗溶液中的Ni2+，與Ni2+反應，生成Ni (OH) 2沉淀。使 Ni2+含量的失衡，造成鎳鹽的浪費。因此，亟需一種改進的Ni-F系常溫封孔液的PH值調整方法以克服前述缺陷。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是要提供一種鎳_氟系常溫封孔液的PH值調整方法，采用該PH 值調整方法可以量化調整常溫封孔液的PH值，簡單方便、效率高且調整后的封孔液封孔效 果好。為實現上述目的，本發(fā)明所設計的鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法包括若 所述常溫封孔液的PH值低于設定的PH值范圍的下限，則加入醋酸鈉將所述常溫封孔液調 整至所述設定的PH值范圍；若所述常溫封孔液的PH值高于設定的PH值范圍的上限，則加 入酸將所述常溫封孔液調整至所述設定的PH值范圍。本發(fā)明的優(yōu)點在于所設計的鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法中使用醋酸鈉 調整PH值，醋酸鈉在起到調整PH值的作用的同時，對封孔反應可起到促進作用，有效提高 封孔的反應速度。具體原理如下
Ni-F系常溫封孔法的主要反應為Al2O3- 0. 2S03+2. 8H20 — 2Al3++5. 60F+0. 2S0:Al3++5. 60F ^ Al(OH)3 INi2++20!T — Ni (OH) 2 I3yF-+ (x+y) Α1203+Χ0Η>γΗ20 — 2A1X+Y (OH) 3xF3y J,本發(fā)明中的醋酸鈉加入水溶液中后為弱堿性，可以促進水溶液自身電離出更多的 0H—，這樣可促進上述反應中氫氧化鋁、氫氧化鎳，氟氧化鋁在膜孔中的沉淀。這是氫氧化鈉 無法做到的，而現有的技術采用氫氧化鈉，由于0H—的直接加入，還會抑制溶液中水的電離， 對上述反應是不利的。此外，醋酸鈉溶液呈弱堿性，可以在線量化調整，一步到位，有效將溶液PH值控制 在PH值的最佳范圍，從而提高封孔反應速度。M-F系常溫封孔液在不加入其他物質調整 PH值前，溶液本身的PH值一般為5 5. 5，呈弱酸性。而醋酸鈉溶液，在1 3g/L時，溶液 的PH為7. 5 8. 5的弱堿性。因此，采用量化的醋酸鈉溶液，可簡單有效的將溶液的PH值 調整到5. 5-7的最佳范圍。在這樣的PH值下，氧化鋁在溶液中的溶解度最小，最有利于封 孔反應的進行。而現有的技術采用氫氧化鈉調整，由于堿性強，加入的量太少，很難量化到 g/Ι，一步調整到位。具體地，對于新配制的常溫封孔液，按照下述比例加入醋酸鈉加入的醋酸鈉與所 述常溫封孔液中的鎳鹽的摩爾比為1 1 1.5 1。在所述常溫封孔液的使用過程中，按 下述情況添加醋酸鈉在不新添加鎳鹽的情況下，當所述常溫封孔液的PH值下降0. 5個點 時，按3g/l的量加入醋酸鈉進行調整；在新添加鎳鹽的情況下，加入的醋酸鈉與新添加的 鎳鹽的摩爾比為1 1 1. 5 1。較佳地，當所述常溫封孔液的PH值高于設定的PH值范圍時，還包括向所述常溫封 孔液中加入丙二酸，且保證丙二酸和醋酸鈉加入后，所述常溫封孔液的PH值在設定的PH值 范圍內。優(yōu)選地，按照下述比例向所述常溫封孔液中加入丙二酸加入的丙二酸與所述常溫 封孔液中的鎳鹽的摩爾比為1 5 1 10?？蛇x地，當所述常溫封孔液的PH值高于設定 的PH值范圍的時候，加入丙二酸將其PH值調整至設定的PH值范圍內。丙二酸在調整PH 值的同時，可起到抑制粉霜的作用，提高封孔質量。具體地，丙二酸具有表面活性，能吸附在 氧化膜表面，抑制粉霜(水化產物勃姆石晶體的繼續(xù)長大，從而提高封孔質量(膜層的光澤 度)。而現有技術中使用的硫酸和氟硼酸等是不可能有這種作用的，并且它們均為強酸，在 線調整時，容易出現加入過量的問題。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。實施例1和比較例1:通過下述兩種方法調整鎳_氟系常溫封孔液的PH值比較例1中的常溫封孔液硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L測得PH值為5. 3，然后采用50%的氫氧化鈉溶液調整PH值至5. 5 7，優(yōu)選6 7。實施例1中的常溫封孔液硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L測得PH值為5. 3，然后按照下述比例添加丙二酸和醋酸鈉，將PH值調整至5. 5 7，優(yōu)選6 7 封孔液中的鎳鹽加入的丙二酸的摩爾比=5 1 10 1酸；封孔液中的鎳鹽醋酸鈉的摩爾比=1 1 1 1. 5。具體的，在本實施例中，先在溶液中加入0. 3g/L的丙二酸后，測得PH值為5. 1，然 后采用醋酸鈉調整PH值至6 7。調整后，比較例1的組成為硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L氫氧化鈉< 0. lg/LPH 值6.5調整后，實施例1的組成為硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L丙二酸0. 3g/L醋酸鈉3g/LPH 值6.5然后把經脫脂、堿腐蝕、20%硫酸溶液陽極氧化后的鋁合金樣品(表面光潔度 0. 8)浸入兩種封孔液中進行封孔，封孔后觀察表面質量，并按國際標準IS03210的標準方 法檢查封孔質量(失重小于30毫克/平方分米為合格)。比較例1和實施例1的封孔液配 方及測試結果見表一。表一 由表一中的結果可以對比出，采用丙二酸和醋酸鈉調整溶液后，在相同PH值、相 同封閉溫度的情況下，膜孔完全封閉的時間可有效縮短，且可提高封孔的外觀質量。需要說明的是，在所述常溫封孔液的使用過程中，可以按下述情況添加醋酸鈉在 不新添加鎳鹽的情況下，當所述常溫封孔液的PH值下降0. 5個點時，按3g/l的量加入醋酸 鈉進行調整；在新添加鎳鹽的情況下，新添加的鎳鹽與加入的醋酸鈉的摩爾比為1 1 1 1.5。而丙二酸的使用一般在初始溶液中，即新配制的常溫封孔液中，按照上述摩爾比 添加，在日常使用過程中，可以根據P H值需求加入，也可在膜層出現嚴重粉霜時添加。實 驗證明，以該比例調整后的常溫封孔液可以達到前述相同的效果。容易知道，在日常使用過 程中，若PH值過高，也可以使用其它強酸弱酸來調整，并不僅限于丙二酸。實施例2和比較例2:比較例2中的常溫封孔液硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L測得PH值為5. 3，然后采用50%的氫氧化鈉溶液調整PH值至5. 5 7，優(yōu)選6 7。實施例2中的常溫封孔液硫酸鎳3g/L氟化鈉0. 8g/L測得PH值為5. 3，然后加入3g/L的醋酸鈉，將PH值調整至5. 5 7，優(yōu)選6 7。具 體地，可以按照下述比例添加醋酸鈉，封孔液中的鎳鹽加入的丙二酸的摩爾比=5 1 10 1。兩種溶液使用1個月后，PH值變?yōu)?. 5，且封閉的膜層表面無光澤，有粉霜。通過下述兩種方法調整常溫封孔液的PH值在比較例2中將主鹽的量調整至最初值后，然后加入硫酸調整溶液的PH值，調整 后，比較例2變?yōu)榱蛩徭?g/L
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氟化鈉0. 8g/L硫酸< 0. lg/LPH 值 6.5在實施例2中將主鹽的量調整至最初值，然后加入丙二酸調整溶液的P H值，調整 后實施例2變?yōu)榱蛩徭?g/L氟化鈉0. 8g/L醋酸鈉3g/L丙二酸< 0. 3g/LPH 值6.5然后把經脫脂、堿腐蝕、20%硫酸溶液陽極氧化后的鋁合金樣品(表面光潔度 0. 8)浸入兩種封孔液中進行封孔，封孔后觀察表面質量，并按國際標準IS03210的標準方 法檢查封孔質量(失重小于30毫克/平方分米為合格)。比較例2和實施例2的封孔液配 方及測試結果見表二。表二 由表二中的結果可以對比出，采用其他酸(硫酸)和丙二酸調整PH后，在相同PH 值、相同封閉溫度的情況下，丙二酸對解決膜層封孔粉霜的問題有很好的效果。需要說明的是，本發(fā)明實施例中的鎳-氟系常溫封孔液均由硫酸鎳和氟化鈉制 成，但并不限于此，任何鎳_氟系常溫封孔液均可采用本發(fā)明的PH值調整方法進行調整，如 專利申請?zhí)?2107862. 5中的鎳-氟系配方溶液，其主要成分為硫酸鎳、氟硼酸、醋酸鎳、氫 氧化鈉。
權利要求
一種鎳 氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于若所述常溫封孔液的PH值低于設定的PH值范圍的下限，則加入醋酸鈉將所述常溫封孔液調整至所述設定的PH值范圍；若所述常溫封孔液的PH值高于設定的PH值范圍的上限，則加入酸將所述常溫封孔液調整至所述設定的PH值范圍。
2.根據權利要求1所述鎳_氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于所述設定 的PH值范圍為5. 5 7。
3.根據權利要求1所述鎳_氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于對于新配制的常溫封孔液，按照下述比例加入醋酸鈉加入的醋酸鈉與所述常溫封孔 液中的鎳鹽的摩爾比為1 1 1. 5 1 ；在所述常溫封孔液的使用過程中，按下述情況添加醋酸鈉在不新添加鎳鹽的情況下， 當所述常溫封孔液的PH值下降0. 5個點時，按3g/l的量加入醋酸鈉進行調整；在新添加鎳 鹽的情況下，加入的醋酸鈉與新添加的鎳鹽的摩爾比為1 1 1.5 1。
4.根據權利要求3所述鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于所述設定 的PH值范圍為5. 5 7。
5.根據權利要求1-4任一項所述鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于 當所述常溫封孔液的PH值低于設定的PH值范圍的下限時，還包括向所述常溫封孔液中加 入丙二酸，且保證丙二酸和醋酸鈉加入后，所述常溫封孔液的PH值在設定的PH值范圍內。
6.根據權利要求5所述鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于當所述常 溫封孔液的PH值低于設定的PH值范圍的下限時，按照下述比例向所述常溫封孔液中加入 丙二酸加入的丙二酸與所述常溫封孔液中的鎳鹽的摩爾比為1 5 1 10。
7.根據權利要求1-4任一項所述鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于 當所述常溫封孔液的PH值高于設定的PH值范圍的上限時，加入弱酸將所述常溫封孔液調 整至所述設定的PH值范圍。
8.根據權利要求7所述鎳-氟系常溫封孔液的PH值調整方法，其特征在于所述弱酸 為丙二酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳-氟系常溫封孔液的pH值調整方法包括若所述常溫封孔液的pH值低于設定的pH值范圍的下限，則加入醋酸鈉將所述常溫封孔液調整至所述設定的pH值范圍；若所述常溫封孔液的pH值高于設定的pH值范圍的上限，則加入酸將所述常溫封孔液調整至所述設定的pH值范圍。采用該pH值調整方法可以量化調整常溫封孔液的pH值，簡單方便、效率高且調整后的封孔液封孔效果好。
文檔編號C25D11/18GK101892505SQ201010207430
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者裴妍娜, 賀春影 申請人:國營紅陽機械廠