稀土氯化铈对铝合金铬酸盐转化膜成膜过程的影响

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1、s2⋯磊，，稀土氯化铈对铝合金铬酸盐转化膜成膜过程的影响张圣麟，李维维，马强(河南师范大学化学与环境科学学院，河南新乡453007)[摘要]采用电化学测试系统和扫描电镜(SEM)，分别研究了6061铝合金在氯化铈(CeCI)浓度为0mg／L和40mg／L的铬酸盐处理液中的成膜过程及CeC1对其成膜的作用。结果表明：有无CeCI其成膜时间大致相同，但稀土氯化物的加入可以提高成膜电流，使成膜过程更加顺利；铬酸盐转化膜表面疏松多孔，存在很多裂纹，有的深入铝合金基体，加入氯化铈，膜更加均匀、致密，且裂纹有所减

2、少。[关键词]铬酸盐转化膜；稀土氯化铈；铝合金；成膜[中图分类号]TG178[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2010)09—0010—030前言1．2转化工艺1．2g／LK2CrO7，4．0g／LCrO3，1．2g／LNaF，40．0铬酸盐转化膜(简称CCCs)可以有效地提高铝合mg／LCeC1，。试验所用药品均为工业级，转化处理溶液金的腐蚀防护性能，明显改善金属基体和有机涂层的pH值1．5～2．0，处理温度35℃。结合力，工艺简单成熟，成本低，应用广泛。由于六价铬的毒性及致癌性，国内

3、外已经逐步限制其使用量¨。1．3膜形貌及性能测试无铬转化膜环境友好，但防护效果和应用范围都比铬采用AMRAY1000B扫描电镜(SEM)对6061铝合酸盐转化膜差，还不能完全取代铬酸盐转化。因此，了金在不同时间成膜后的微观形貌进行观察。解CCCs的成膜机理，将有利于找到生产工艺和产品质采用三电极体系进行电化学测试，试样为工作电量都可以与CCCs相当的环境友好型表面处理方极，工作面积为10mmX10mm，非工作面用环氧树脂法]。胶封，辅助电极为铂电极，饱和甘汞电极(SCE)做参比本研究通过对6061铝合

4、金的铬酸盐处理和以氯电极。采用LK2005电化学系统进行测试其开路电位-化铈为添加剂的铬酸盐处理成膜过程进行比较，分析时间和电流一时间曲线。稀土氯化铈(CeC1，)对其成膜过程的影响，为提高2结果与讨论CCCs的产品质量提供参考。1试验2·1成膜动力学图la分别为6061铝合金在0，40mg／LCeC1，铬酸1．1基材前处理盐处理液中电位随时间变化的曲线。试验材料为6061铝合金，尺寸10mmX10mmx1mm；前处理如下：除油(丙酮超声波清洗10min)一水洗一碱蚀(50g／LNaOH溶液，50℃，

5、2min)一水洗一酸洗(10g／L98％H2SO4+20g／L85％H3PO4，室温，1min)一水洗一出光(1：1体积比HNO，，室温，30s)一50100l5O200水洗一细砂纸打磨一水洗。r／s(b)电流一时问[收稿日期]2010—04—05iI小『II"j锵暇}k处『l『l0"路f位．It,j-li)]f1}{线平1】[通信作者]李维维，电话：0373—3325824，E—mail：121499657f}J流一_1lf川IlfI@qq．con材封偶第43卷第9期．2o16年9月：j￡I_从图1

6、a可以看到，电位的变化趋势与磷化过程相似．5J，整个成膜过程时间非常短，约30s后，电位基本稳定。成膜过程主要分为4个阶段：(1)铝合金浸入处理液中，在强酸和氟化物的作用下，开始溶解，电位迅速负移至一个最低值[6；(2)电位又迅速上升，表明成膜过程进行得较为顺利；(3)基体再溶解；(4)主要成膜阶段，溶解与结晶达到平衡，电位基本保持不变。图1b分别为6061铝合金在浓度为0，40mg／LCeCl铬酸盐处理液中电流随时间变化的曲线。在前几秒内，腐蚀电流较高，以后电流急剧变小并逐渐稳定。以上状况显示，铬酸

7、盐转化膜成膜时间很短，而且稀土CeC1对成膜时间影响不大，但整个阶段Ce¨使其电位和电流都有所提高，含0mg／L和40mg／LCeCI3的铬酸盐处理液中稳定电位分别为一0．778V和一0．730V，稳定电流分别为3．785mA和5．496mA，这都有利于成膜，且成膜较致密、均匀L5J。2．2CCCs表面形貌铬酸盐处理液处理5min所生成的CCCs表面呈淡黄色，基体表面微观结构疏松多孔不均匀，犹如“泥图36061铝合金试佯经铬酸盐溶液处的SEM形貌从图3可以看出，前5S是腐蚀阶段，铬酸盐处理裂”状，存在

8、大量裂纹，有的较深，直达铝合金基体(见液中有无稀土CeC1时CCCS表面没有明显的变化，从图2)。裂纹的存在将会对转化膜的防护性能造成一定30s以后，氯化铈的影响逐步增大，图3d比图3c的膜的影响’。层平整、均匀，120s后，膜层更加均匀、致密，且表面没有过多的裂纹(见图3f和图3e)。加入稀土CeC1后，CCCs表面结构仍然多孔、不均匀，但是裂纹有所减少，膜层更加均匀、致密。2．3CCCs的成膜机理6061铝合金的铬酸盐处理实际上是水合氧化铬和氧化铝在