【摘要】：鋁合金是一種十分常見的金屬材料,在能源、汽車、建筑上擁有種種優(yōu)勢。由于鋁合金的表面能夠形成一層疏松多孔的自然氧化層,因此在沒有保護的情況下可以在大氣中長期使用。但這層自然氧化層的防腐蝕能力并不強,在特殊條件下并不能對鋁合金進行有效保護。而含鉻轉(zhuǎn)化膜工藝因其毒性,已不適合廣泛使用。為了使轉(zhuǎn)化膜符合“綠色”理念,鋁合金的無鉻轉(zhuǎn)化膜工藝研究顯得尤為重要。本文對8079鋁合金鈰-錳轉(zhuǎn)化膜工藝以及對應的前處理方法進行了研究。通過正交試驗、重鉻酸鉀點滴實驗、電化學測試、金相顯微鏡、X射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡、接觸角測試、鹽霧試驗以及附著力測試深入研究了成膜的機理,并對膜層的各種性能進行了測試。研究中主要得到的結(jié)論如下:1、采用金相顯微鏡、電化學方法、SEM以及鹽霧試驗對6種具有代表性的前處理方法進行了篩選,并對機理進行了分析。研究發(fā)現(xiàn),在堿蝕液中加入NaF能有效暴露8079鋁合金基體上的陰極點,有利于鈰-錳成膜質(zhì)量的提高。最終篩選出一種適合8079鋁合金鈰-錳轉(zhuǎn)化膜的前處理工藝。具體工藝為:堿蝕(50g/LNaOH+6g/LNaF),處理溫度50℃,處理7min→酸出光(200g/LHN03),處理溫度35℃,處理90s;2、采用正交試驗手段對鈰-錳轉(zhuǎn)化液組分進行優(yōu)化,并對組分、pH值、處理溫度、處理時間進行單因素試驗,并對產(chǎn)生的影響進行分析。最終確定了適合8079鋁合金的鈰-錳轉(zhuǎn)化膜配方;3、對鈰-錳轉(zhuǎn)化成膜的機理進行分析,結(jié)果表明前處理后的試片表面存在許多表面狀態(tài)不同的微小區(qū)域,這些不同的微小區(qū)域促使發(fā)生微小原電池反應,使得生成的金屬氧化物/氫氧化物沉積在鋁合金表面。氟化鈉在成膜過程中起到促進作用。隨著反應的進行,膜層逐漸覆蓋鋁合金表面。當膜層完全覆蓋鋁合金表面時,成膜反應停止。對膜層各項性能進行測試,結(jié)果顯示鈰-錳轉(zhuǎn)化膜具有一定的耐蝕能力,其腐蝕電流密度由空白試片的1.29E-3 mA/cm2降低到7.78E-5 mA/cm2。接觸角大幅提高到138°,疏水性增強。對鈰-錳轉(zhuǎn)化膜進行底漆涂覆并進行附著力測試,結(jié)果表明經(jīng)轉(zhuǎn)化成膜后底漆附著力明顯提高。
【圖文】：

鹵素離子會和ＡＩ＋離子絡合形成絡合物，，從而阻止Ａｈ0３鈍化膜的形成，進逡逑而加劇鋁的腐蝕。逡逑鋁的腐蝕也與溶液環(huán)境的ｐＨ值密切相關。圖１［８］是水溶液中鋁的ｐＨ－電位圖，從逡逑中我們可以看出，當鋁的標準電位在－１．８９Ｖ時，鋁處在免腐蝕區(qū)。這個范圍內(nèi)，鋁處逡逑在陰極保護的狀態(tài)下不會發(fā)生腐蝕。當ｐＨ值小于４．６時且電位大于－１．８９Ｖ時，鋁在逡逑酸性溶液中腐蝕。當ｐＨ值介于４．６和８．３之間時，鋁處在鈍化區(qū)。當ｐＨ值大于８．３逡逑時鋁處在堿性腐蝕的狀態(tài)�？梢姡X的腐蝕與其所處環(huán)境密切相關，因此研宄不同環(huán)逡逑境下鋁及鋁合金轉(zhuǎn)化膜的腐蝕情況顯得尤為重要。逡逑蝕區(qū)鑄艦＾？逡逑＞邋－０．２邋＾逡逑－邐８邋腐蝕區(qū)逡逑－１＇８：邐３邐＾１＾」邋吒響－逡逑？．，免ｆ邋蝕區(qū)，，逡逑－２邋０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邋Ｈ邋１６逡逑ｐＨ值逡逑圖１－１水溶液中鋁的電位ｐＨ圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ｐＨ邋ｏｆ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋ｉｎ邋ａｑｕｅｏｕｓ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑１．３含鉻轉(zhuǎn)化膜工藝逡逑目前，常見的氧化處理方法有化學轉(zhuǎn)化膜處理法

子與溶液中的氫氧根反應生成三氧化二鋁：逡逑２Ａ１３＋＋６０Ｈ－邋—邋Ａｈ0３邋＋邋３Ｈ２０邋邐邋（１層為復合膜層：逡逑Ａｌ２0３邋？邋Ｃｒ（ＯＨ）３邋？邋Ｃｒ（ＯＨ）邋？邋Ｃｒ０３邋邐邋（１由于６價鉻具有較大的毒性，且６價鉻工藝產(chǎn)生的廢水會嚴重影響生６價鉻工藝制品在很多國家、地區(qū)或組織內(nèi)被禁止售賣［１７］。于是，毒性１％的３價鉻工藝應運而生［１８＿２１］。３價鉻工藝也與其他化學氧化工藝多方面因素的影響。這些影響因素包括成膜液組分、含量、成膜時間值等。逡逑ｍ邋Ｃｈｅｎ等［２２］通過ＳＩＭＳ以及極化曲線和交流阻抗等手段研宄了基于３的制備，作者認為３０？３００ｓ是３價鉻工藝的最佳處理時間。當處理時膜層出現(xiàn)裂紋，嚴重影響了膜層的各項性能。過長的處理時間使得膜解，反而使得膜層不均勻且疏松多孔。逡逑p骸暾皰＿喻n牛邧苠義希擔ⅲ玻у義

本文編號：2673796