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铝合金锻造的板材的耐腐蚀技术

常见问题 2020-10-13

铝及铝合金在大气中虽能自然构成一层氧化膜,但膜薄(40- 50A)而疏松多孔,为非晶态的、不平均也不连续的膜层,不能作为防护一装饰性膜层.随着铝制品加工工业的不时开展,在工业上采用阳极氧化或化学氧化的办法,在铝及铝合金制件外表生成一层氧化膜,以到达防护一装饰的目的。经化学氧化杜理取得的氧化膜,厚度普通为0.3~4um,质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜.所以,除有用处外,很少单独运用.但它有较好的吸附才能,在其外表再涂漆,可进步铝制品的耐蚀性和装饰性。

一、采用阳极氧化

经阳极氧化处置取得的氧化膜,厚度普通在5-20v m,硬质阳极氧化膜厚度可达60- 2500m. 其具有较高的耐蚀性.这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性.铝和铝合金耐腐蚀的特性区别:经测试,纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好.这是由于合金成分夹杂或构成金属化合物不能被氧化或被溶解,而使氧化膜不连续或产生空隙,从而使氧化膜的耐蚀性大为降低.所以,普通经阳极氧化后所得的膜必需停止封锁处置,才干进步其耐蚀性能。所以铝的经阳极氧化法处置后要比铝合金的耐腐蚀性强。

1 铝和铝合金在自然环境中能生成一层极薄的氧化膜。

2 铝比铝合金的耐腐蚀性好。

3 铝的纯度越高耐腐蚀性能越高.

4 铝合金种类繁多,不同铝合金耐腐蚀性能差异很大,以铝镁合金防护性能最好,铝铜合金及铸铝合金防腐性能较差。

5 经过阳极氧化或化学氧化的铝及铝合金,其防腐性能都会有较大进步,但防护才能的比拟关系不改动,即原来好的仍好,原来差的仍差。

二、电堆积

电堆积是金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学堆积的过程。是金属电解冶炼、电解精炼、电镀、电铸过程的根底。这些过程在一定的电解质和操作条件下停止,金属电堆积的难易水平以及堆积物的形态与堆积金属的性质有关,也依赖于电解质的组成、pH值、温度、电流密度等要素。吴向清等应用电化学办法对ZL105铝合金外表电堆积Ni2SiC复合镀层的耐蚀性能停止了研讨。结果标明,Ni2SiC复合镀层的外表形貌与纯Ni镀层截然不同,耐蚀性能优于纯Ni镀层,经过300℃×2h热处置后,耐蚀性能进一步得到进步。

三、多弧离子镀层

多弧离子镀是真空室中,应用气体放电或被蒸发物质局部离化,在气体离子或被蒸发物质粒子轰击作用的同时,将蒸发物或反响物堆积在基片上。离子镀把辉光放电现象、等离子体技术和真空蒸发三者有机分离起来,不只能明显地改良了膜质量,而且还扩展了薄膜的应用范围。

其优点是薄膜附着力强,绕射性好,膜材等。离子镀品种很多,蒸发远加热方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热等。多弧离子镀采用的是弧光放电,而并不是传统离子镀的辉光放电停止堆积。简单的说,多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源,经过靶与阳极壳体之间的弧光放电,使靶材蒸发,从而在空间中构成等离子体,对基体停止堆积。在ZL201铝合金外表多弧离子镀Ti-Cr-N涂层,并在Ti-Cr-N涂层上制备一层脂类薄膜[10]。结果标明:Ti-Cr-N涂层中的Cr以固溶体的方式存在于TiN晶体中,没有构成单独的CrN相;涂层能够有效进步ZL201铝合金的抗盐雾腐蚀的才能。

四、化学复合镀层

在镀覆溶液中参加非水溶性的固体微粒,使其与主体金属共同堆积构成镀层的工艺称之为复合镀。若采用电镀的工艺则称之为复合电镀;若采用化学镀的工艺则称之为复合化学镀。所得镀层称为复合镀层。准绳上,凡可镀覆的金属均可作为主体金属,但研讨和应用较多的是镍、铬、钴、金、银、铜等几种金属。作为固体微粒主要有两类,一类是进步镀层耐磨性的高硬度、高熔点的微粒;一类是进步镀层自光滑特性的固体光滑剂微粒。在铸铝外表制备Ni-P-金刚石化学复合镀层[11],结果标明,硫酸高铈能促进金刚石微粒进入镀层,随硫酸高铈含量增加镀液稳定性大幅进步后趋于平稳,Ni-P-金刚石复合镀层耐磨性优于Ni-P镀层,添加2mg/L硫酸高铈后进一步显著进步,与Ni-P镀层相比,复合镀层耐蚀性差,添加硫酸高铈后有所改善。

五、化学转化膜

化学转化膜是使金属与特定的腐蚀液相接触,在一定条件下发作化学反响,在金属外表构成一层附着力良好的、难溶的生成物膜层。这些膜层,或者能维护基体金属不受水和其它腐蚀介质的影响,或者能进步有机涂膜的附着性和耐老化性,或者能赋予外表其它性能。化学转化膜由于是基体金属直接参与成膜反响而生成,因此与基体的分离力比电镀层和化学镀层大的多。金属都能够在选定的介质中经过转化处置,得到不同应用目的的化学转化膜,但目前工业上应用较多的是钢铁、铝、锌、铜、镁及其合金。化学转化膜同金属上别的掩盖层(例如金属的电堆积层)不一样,它的生成有基底金属的直接参与,与介质中阴离子生成本身转化的产物(MmAn),因而也能够说化学转化膜的构成实践上可看作是受控的金属腐蚀的过程。化学转化膜按膜的主要组成物的类型分为:氧化物膜,磷酸盐膜,铬酸盐膜,草酸盐膜等。

铝合金在大气环境下容易发作晶间腐蚀而毁坏。目前应用的高强度铸造铝合金普通含有硅、铜、镁等元素,这些元素的参加增加了合金的腐蚀敏理性。其次是外表硬度低,容易磨损,表面光泽不能坚持持久,所以请求有较高的维护措施。其中在铝合金外表上生成化学转化膜具有设备简单、本钱低、投资省等优点。彭靓等[12]采用铬酸盐法在Y112合金上生成化学转化膜,实验结果标明,该转化膜具有高的耐腐蚀性,并具有美观的金黄色表面面。

以锰酸盐和锆盐为主盐,在铝合金外表化学氧化得到的化学氧化膜[13]的腐蚀电位比铝合金试样的腐蚀电位正0.45V左右,腐蚀电流密度仅0.286μA/cm2;交流阻抗谱图低频端的阻抗值比铝合金试样的值大一个数量级;铝合金化学氧化膜外观呈金黄色,具有规则排列的柱状生长构造。

葛圣松等用无铬化学办法在铸铝合金外表制得黑色转化膜,应用点滴实验评价了膜的耐蚀性能。分别采用扫描电镜及电子探针察看膜的形貌、测定其组成元素,最后提出了黑色膜的构成机理和耐蚀机理。

六、结语

铸造铝合金的外表耐腐蚀性处置能够经过电化学办法得以改善。现有的研讨多停留在试样上,应用研讨较少。在实践应用中,单独用一种工艺技术就能进步铸造铝合金的防护性、装饰性和功用性问题比拟少见,对现有的改性技术综合思索,对此展开系统的研讨。铸造铝合金的外表耐腐蚀性的综合研讨有意义。