汉高无铬钝化应用及ECC工艺介绍

碱性清洗 浸蚀 + 出光
1 µm
1 µm
铝合金表面的清洗
酸性清洗 碱性清洗 浸蚀+出光
浸蚀 1.2 g/m²
1.2 / 0.8 g/m²
1 µm
1 µm
蚀刻引起铝合金的表面粗糙度变化
碱性清洗1,2 g/m² + 出光 0,8 g/m² 酸性清洗 1,2 g/m² 碱性清洗 0,2 g/m² + 出光 0,4 g/m² 酸性清洗 0,2 g/m²
汉高无铬钝化产品在铝材厂的质量管理
pH
Aluminum
Concentration
Zirconiumlayer
丝状腐蚀
汉高无铬钝化转化膜的综合性能 －Machu试验
以下为两家工厂随机样品经Machu试验后均无腐蚀扩散
根据Qualicoat规定，需要定期对喷涂工件进行Machu实验以检测前处理工艺槽的工艺稳定性。
广州汉高表面技术有限公司 戴伟
内容
• 汉高无铬钝化应用介绍 • 汉高ECC新工艺介绍
内容
• 汉高无铬钝化应用介绍 • 清洗，脱脂 • 工艺，控制 • 检测，性能
汉高无铬钝化在铝材厂的典型工艺
碱性脱脂+表调+无铬钝化（喷淋/浸泡）
55°C 水洗 清洗 Ridoline 系列产品 表调
铝合金
汉高铝合金无铬钝化膜现场检测方法
• 无铬钝化膜的现场检测：化学试剂快速定性检测法。 • 锆膜的检测 检测试剂：试剂A，试剂B。
在无铬钝化膜表面滴一滴试剂A，试剂A在铝型材表面发生剧烈反应，当试剂 A液滴表面出现大量气泡时，向试剂A液滴上滴一滴试剂B等待30～40s后， 当粉红色液滴出现兰绿色变化时，证明铝型材表面有无铬钝化膜存在。
4000 NSS 5000hours h 5052 6063Aerospace Honeycomb
优异的防腐性能
• 封孔后的中性盐雾实验结果
合金名称
2024 2219 2198 7050
成分
AlCuMg2 AlCu6Mn AlCu3Li AlZn6CuMgZr
中性盐雾时间 ASTM B117 5000 > 3000 5000 > 3000
替代铬化的
铝合金无铬钝化膜层的反应机理和质量控制以及性能
Alodine 5200 Alodine 4830系列
新一代无铬钝化工艺的特点
• 不可见或轻微可见的膜层 • 质量与铬化成膜基本相当 • 无水洗应用变为可能 • 简单的转化层检测方法 (现场检测) • 较少的敏感污染物 • 每个单位的总处理成本与铬化相当或低于铬化 • 适合于铝、镁和锌合金的前处理
中性盐雾时间 ASTM B117 2000 4000 4000 5000 1000 300 - 1000 3000
扩蚀 无 无 无 无 无 无 无
适用于多种 材料，尤其 对硬氧难以 处理的铸铝 和2系铝合 金具有很好 的防护
2000 h 356 cast alloy
7000 h 356 cast alloy + powder paint
• 粗糙度: <0.8 微米（未抛光） <0.3微米（抛光） • 抗磨损性: 涂层厚度为12微米时，2000 挺度测试无穿破 • 柔韧性：通过 1 - 2T 弯折 (ASTM D 4145) • 颜色: 灰色
杰出的机械性能
• 冲击试验性能相当
于最好的油漆(ASTM 2794) • àECC无剥落
扩蚀 Nil Nil Nil Nil
3000 hours NSS Al 2024
5000 hours NSS Al 2024
5000 hours NSS Al 2198
优异的防腐性能
• 海运行业实例: 在海水中暴露6个月后的结果
六价铬前处理+底漆+面漆
ECC处理+面漆
杰出的机械性能
• 最大硬度: 800 Vickers(维氏硬度HV)
汉高无铬钝化转化膜的综合性能 －水煮
Alodine5200无铬前处理工件经过常压沸水水煮50h的附着力测试 由于江苏某工厂生产建筑型材主要出口日本市场，日本建筑型材需要对喷涂工件 进行连续常压沸水煮50h，并还要在6h、10h、20h、30h、40h、50h分别做百格测试。 以下照片为该工厂使用Alodine5200无铬前处理的50H连续水煮检测照片。
ECC技术介绍
• 基于氧化钛的膜层 • 适用于： • 铝和铝合金 • 钛和钛合金 • 镁及镁合金 • 镀铝 • 表面镀铝的钢材 • 膜层厚度3-12微米 • 膜层提供极好的防腐蚀和耐磨耗性能 • 为油漆、粘合剂、特氟龙或其它涂层提供极好
的基础
ECC技术介绍
• TiO2 等离子电解沉积在轻金属表面 (铝, 镁, 钛)
Deoxidizer 系列产品
水洗 无铬钝化
Alodine 5200 Alodine4830/4831
DI水漂洗
酸性脱脂兼表调+无铬钝化（喷淋/浸泡）
常温 酸性清洗兼表调
Aluetch Aluetch－LF Ridoline425 Ridoline120/124
水洗
无铬钝化
Alodine5200 Alodine4830/4831
轻量化潜力
• 汉高ECC具有优异的抗腐蚀性能，这已在海事行业得到了证明。
• 在任何铝材可以满足机械性能的场合，都可以采用汉高ECC涂层来提供所需要的抗腐蚀
性能
• 铝合金取代不锈钢件成为可能，可实现65%左右的减重
能加工形状复杂的工件
• ECC成膜均匀性好
EC2 Al substrate
装置示意图
等离子沉积照片
表面及截面

导电铂层 ECC：TiO2 铝基材
扫描电镜图片
透射电镜图片
• SEM：表面有非贯穿的、随机分布的孔洞结构
→完全封闭基材表面，提高耐蚀能力
→贮存机油，在冷启动过程中提高润滑能力，减少摩擦
• TEM：ECC层具有多孔层（上）和致密层（下）
水洗
DI水洗
表面活性剂在铝材清洗中的作用
“卷裹”-机理
亲水基 表面活性剂分清洗质量的影响
Dry lube
油 清洗 应用
Viskosity
20°C 固态
40°C
60°C 液态
温度
铝合金表面的清洗
酸性清洗
浸蚀
0.2 g/m²
0.2 / 0.4 g/m²
电子设备
电熨斗及 美发用具
换热器
运动器材
优异的防腐性能
• ECC作为最终涂层的中性盐雾实验结果
合金名称
356 5052 6061 6063 7005 2024 2024 -Clad
成分
AlSi5Mg AlMg3 AlMgSiCu AlMgSi0,5 AlZnMgCu2 AlCuMg2 AlCuMg5
• 划格后冲击(金属基材
破裂) • àECC无剥落
稳定的热冷冲击性能
• 耐热性: > 600°C
• 热冷冲击性能:
600°C 84小时, 随后放入 5°C的水中骤冷 à 划叉 + 杯突 + 3M胶带测试 à 无附着力损失 à 高柔韧性
降低排放
Ø 转速2000r/m，压力5bar
*所有实验均在德国及北美FEV独立完成
维氏硬度试验使用正四棱锥形的金刚石压头，其相对面夹角 为136°。由于其硬度极高，金刚石压头可以用于压入几乎所有 材料，而且棱锥的形状使得压痕和压头本身的大小无关。将压 头用一定的负荷（试验力）压入被测材料表面。保持负荷一定 时间后，卸除负荷，测量材料表面的方形压痕之对角线长度。 对相互垂直的二对角线长度（l1和l2）取其算术平均值。
三种主要产品类型
• 提高耐腐蚀性
Corrosion Preventative – CP
• 降低摩擦，提高耐磨能力
Friction Reduction Coating – FRC
• 减少排放
Emissions Reduction Coating – ERC
ECC 应用领域
船用设备及部件 炊具及食品家电 （获得FDA认证） 小型引擎 泵及阀
•
有锆（钛）（呈兰绿色）
无锆（钛）（呈粉红色）
汉高铝合金无铬钝化膜检测 ——分光法膜重定量检测
分光光度计测量 Alodine 4830/31转化膜中锆量
0.700 0.600 0.500 0.400
Extinktion
0.300 0.200 0.100 0.000 0 -0.100 mg Zr/ m² 5 10 15 20 25 30 35
汉高无铬钝化转化膜的综合性能
336H CASS盐雾试验照片 以下照片为某铝业公司8月份随机取样作的336H连续的CASS测试， 根据CASS和ASS换算关系可以推算出以下照片相当于1200H的ASS测试和3600H以上 的NSS测试
汉高铝型材无铬钝化产品取得的Qualicoat证书
ECC内容
• ECC技术介绍 • ECC应用范围 • ECC性能介绍 • 总结
汉高无铬钝化产品在铝材厂的 工艺控制以及质量管理
汉高无铬钝化产品在铝材厂的工艺参数
参数 浓度 PH 电导率 温度 时间 Ti(Zr)
喷淋 0.3-1.0% 2.5-4.0 350 – 1400 µS/cm 20 – 40 °C 30 – 120 secs 25 – 100 ppm
浸渍 0.3-2.0% 2.5-4.0 350 – 1400 µS/cm 20 – 40 °C 30 – 120 secs 25 – 100 ppm
Al Substrate EC2
总结
• 优异的综合性能。 • 适合于多种材料。 • 轻量化潜力。 • 降低排放。 • 为客户作代加工，省 去客户设备投资。 小型实验线 上海 大型生产线 江苏
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100%
150%
200%
250%
300%
铝离子对铝合金蚀刻的影响
铝离子对蚀刻的影响
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 体积浓度.% 4 5
失重 in g/m²/h
0 g/l Al 0,2 g/l Al
铝合金的清洗质量
错误(清洗后)
错误(出光后)
正确(清洗后)
正确(出光后)
钝化的样板 在 常温褪膜 10 min后 加入显色剂 ，根据褪膜液中金属离子Zr的含量 多少，显色剂在褪膜液中显示出的颜色深浅不一，再根据颜色深浅进行分光分析.
100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
28.9.01 30.9.01 2.10.01 4.10.01 6.10.01 8.10.01 10.10.01 12.10.01 14.10.01 16.10.01 18.10.01 20.10.01 22.10.01 24.10.01 26.10.01 28.10.01 30.10.01 1.11.01 3.11.01 5.11.01 7.11.01 9.11.01
汉高无铬钝化膜层的形成
蚀刻反应: Al + 3H+ 膜层形成: H2(Me)F6 + Al3+ + H2O + Organic (Me)OF2 +AlF3 + Al(OH)3 + Organic Al3+ + 3 H
汉高无铬转化涂层的模型
聚合物 转化膜
(Me)OF2 + AlOOH + AlF3 + H2O + Polymer
价值体现
þ 优异的防腐性能 þ 杰出的机械性能 þ 稳定的热冷冲击性能 þ 广泛的基材适应性 þ 降低排放 þ 轻量化潜力 þ 工件复杂表面均匀成膜
适用范围广 性能 减排
主要优势
轻量化
Electro Ceramic Coatings 不同应用目标，全系列的涂层解决方案