氧化膏处理对2024-T3铝合金表面性能的影响

《氧化膏处理对2024-T3铝合金表面性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年9月第43卷第9期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2017V01．43NO．9http：／／bhxb．buaa．edu．enjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0728氧化膏处理对2024-T3铝合金表面性能的影响张琪1，李卫平1，王新坤1’2一，冯剑波1，刘慧丛1，朱立群1(1北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100083；2．北京航空工程技术研究

2、中心。北京100076)摘要：针对铝合金蒙皮表面涂层修复对基材局部现场氧化处理的需求，研究了膏状氧化材料的调制方法，并探讨了氧化膏在2024一T3铝合金表面的成膜性能。通过扫描电镜、能谱、体视显微镜、点滴、电化学、接触角测试以及拉伸剪切实验考察了氧化膜的形貌和组成、耐蚀性能及粘接性能。实验表明，室温下铝合金表面经氧化膏处理后可快速生成氧化膜，膜层具有一定的微观孔洞结构，主要包含A1、F、Cr、0等元素；膜层耐蚀性与阿洛丁氧化液处理效果相近，与未氧化试样相比腐蚀电压由一0．898V升至一0．880V，腐蚀电流密度由2．582×10‘5A／cm

3、2降至3．334×10。A／cm2，阻抗值由1．556×103Q／cIIl2增至1．347×10512／cm2；表面自由能和粘附功分别由32．7mJ／cm2和36．3mJ提高到55．7mJ／era2和109．7mJ。拉伸剪切强度由11．7MPa提升为15．0MPa，结果表明氧化膜的形貌和组成有助于获得更好的界面结合力并改善基材的粘接性能。关键词：氧化膏；2024一T3铝合金；氧化膜；耐蚀性能；粘接性能中图分类号：V261．93：TGl46．2文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)09—1824-08在铝合金蒙皮表面涂覆吸波涂

4、料是飞机实现隐身的重要手段，由丁吸波涂层在服役过程中易老化脱落并加速铝合金蒙皮的腐蚀，涂层的修复至关重要1。“。修复过程中首先要对蒙皮表面进行氧化处理，生成具有一定耐蚀性及结合力的氧化膜旧一。常规处理方法包括化学氧化、阳极氧化、微弧氧化等。其中阳极氧化和微弧氧化属于电化学处理方法，需要将部件放入电解液中通电完成，这类方法用于现场修复时需要借助特殊设备H‘o。化学氧化法通过镉合金在溶液中发生化学反应而获得氧化膜，与电化学方法相比具有操作简单，无需电能的特点。例如，曹慧明和张世坤”}在蒙皮表面直接喷涂化学氧化液。但是，由于氧化液流动性大，元法控

5、制其准确而全面地覆盖待氧化区域，可能会流到非氧化区域向造成污染或损伤。因此，若能调制出半固态氧化膏，在获得化学氧化膜的同时，还可有效控制氧化区域，这对于铝合金蒙皮现场氧化处理问题无疑具有重要意义。在化学氧化法中，含六价铬的铬酸盐法可获得具有自修复性的氧化膜¨1，有效防止铝合金表面局部腐蚀的发生，因而成为航空领域中使用最广泛的处理技术

6、8。由于六价铬对人体和环境的危害，近年来，代铬元素(如Mn、Zr、Mo、Ti、Ce等)被J、-泛研究9。”。。尽管一些成果已经开始投入商业化生产，但至今没有一种产品能够满足航空领域严格的要求‘1⋯。因此，为』，

7、保证氧化膜的性能，在氧化膏的制备过程中选用六价铬作为氧化剂，氟化氢铵作为活化剂，同时添加硼酸、磷酸氢二铵以改善膜层质量，并选用调节剂控制膏体收稿日期：20164)9—12；录用日期：20174)1437；网络出版时间：20174)1—1117：07网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625V201701111707．004．html基金项目：国家自然科学基金(51371020)十通讯作者：E—mail：wangxinkunl010@163．con弓f用格式：张骥，李卫乎，王新坤，等．氧化膏处理对2024-

8、T3铝合金表面性能的影响U7．北京航空航天大学学报，2017，43(9)：j824·1831．ZHANGQ，L1wP，WANGXK，etaJ．Influenceonsurfaceperlbrmanceof2024一T3aluminumalloyprocessedwithoxidisingpastelJj．burnaldBeltingUniveIT,ityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(9)：1824．1831(inChinese)第9期张琪，等：氧化膏处理对2024一T3铝合金表面性能的影响1825

9、的黏度。2024一T3铝合金因其优异的机械性能和高比强度而常作为航空结构材料。1“，但Cu、Mg等元素的存在使得合金易于发生局部腐蚀(如点蚀)¨5‘”]。虽然铝合金在大气环境中会