铝合金稀土转化膜成膜因素对膜层性能的影响

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1、月压脚导亏目拍户自月目目公勺丫】【轻金属表面精饰】铝合金稀土转化膜成膜因素对膜层性能的影响‘,,’,,,,,,郭超石铁左禹赵景茂熊金平北京化,,工大学材料科学与工程学院北京金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳摘要通过正交实验研究了铝合金稀土化学转化膜成膜因,素对转化膜性能的影响获得了以下最佳配方’弥,,,岁的体积分数为口柠稼酸留,盯,二。,口℃实验结果表明的含量对转化膜厚度和硬度,的影,响最为显著在体积分数为口时膜厚和硬度的值最大的质量浓度对膜层厚度和膜层值影响较大,随浓度的升高膜厚和值增加温度对膜层阻抗谱影响前言,随温度升高值较为明显下降柠檬酸的含量对膜层硬度,,、、和值都有较大的

2、影响当其质量浓度为岁时所得膜层铝合金由于具有资源丰富密度小塑性好和导、。硬度最大值最高。电性能好等优点而得到广泛地应用作为一种阀金关键词正交实验铝合金稀土转化膜交流阻杭硬度属,铝合金可以在表,面自发生成一层保护膜从而保中图分类号文献标识码。,,护基体不被破坏但是自然氧化膜很薄极易受到文章编号《畔一刁时拱,,。破坏因此不能对基体起到有效的保护作用铝合月触喊口苗,金的表面防护方法最常用的有阳极氧化法和化学转川刀。,,,化膜法化学转化法中应用最多的是铬酸盐转化法。叭和近年来发展形成的稀土盐转化法由于对,而人体和环境有很大的毒害作用川因此铬酸盐转化法,。即邵的应用受到限制并逐步被其他方法

3、所取代由于稀即岁,,土盐化学转化法能使铝合金的自然腐蚀电位降低点,,,、、,岁蚀电位相应提高〔〕且工艺简单无毒成本低因而℃。〕国内外近几年就稀土具有良好的工业应用前景’肛,盐类对铝合金的防蚀作用进行了研究并且取得了一〔一〕。,定的进展但是由于稀土转化膜工艺参数复脚杂,很难用有限的试验总结出最佳的工艺条件,常用’’的极化曲线等电化学手段也无法有效地分析转化膜。’,的结构因素参数笔者在前期工作的基础上〕以正,,交实验的方法研究了铝合金稀土转化膜成膜因素对转化膜性能,的影响并采用交流阻抗法测量膜层的阻,,群抗值研究了稀土转化膜成膜过程中各主要因素对转化膜性能的影响,得到了一种耐蚀性优良

4、的化学转化嗯。膜工艺实验方法收稿日期习卜修回日期拓刀一作者简介郭超一,男,山东威海人,在读博士,研究方向为试样材质,金属表面腐蚀与防护。实验用试样为厚度的工业纯铝其··。作者联系方式即脚化学成分见表‘厂尹表铝合金的组成川川。固定反应时间为各种处理溶液均采用。分析纯试剂和去离子水配制鉴缤鉴妻氧化膜厚度与硬度测试卫,氧化膜的厚度采用涡流测厚仪测试每片试样制备,。“一芍试样分别在不同部位测十组数据取平均值氧化膜转化膜制备工艺流程水砂纸打磨水一,“硬度采用显微硬度计由于本组实验有砂纸打磨一水砂纸打磨一水洗一丙酮脱脂除的膜层较薄,为便于,比较统一采用在试片表面不同油一碱性化学除油一去离子水

5、洗一化学转化一去离。。部位测与组硬度数值取平均值的方法子水洗一冷风吹干电化学阻抗测试正交实验设计,运用公司电化学测试系统包括口采用正交表设计实验各因素水平如表,和锁相放大器采用三所示,以饱和甘汞电极为参,电极体系比电极铂电表正交实验因素水平表,极为辅助电极测定自腐蚀电位条件下氧化膜试样在中性的溶液中的交流阻抗谱其因素一,。中频率范围交流信号幅值水平一,。甲柠檬酸试样用快速粘接剂涂封暴露面积约扩州『实验结果与讨论正交实验结果如表所示表正交实验结果户。甲实验结果柠檬酸实验号占表面硬度酬岁·旦‘口气,‘,亡哎、︸‘口份飞,、山‘伟乙气,、︸,︸,沙,︸勺曰气曰哎叹︸、︸习习刁一刀刀刀刁

6、刃工艺参数对化学转化膜厚度的影响注其中、凡、凡分别代表每个因素在水平、。,。各工艺参数对化学转化膜厚度的影响见表水平和水平下实验值的平均下同由表可以看出,对铝合金饰盐化学转化膜厚度表工艺参数对转化膜厚度的影响、影响因素由大到小的顺序依次为双氧水浓度钵盐浓琳、。’度转化温度和柠檬酸浓度根据前人的研究结果「〕,化学转化过程中发生的主要反应如下凡氧化还原反应〕一二七一十一,‘一不之,‘试夕副反应,‘。工,,‘一工,‘一一二兰一,双氧水在本反应中充当强氧化剂的作用双氧水浓度过小会导致氧化剂量不,足使反应不能顺利进行,当双氧水浓度为口时,与的量一,一’,。之一。一。一。之一。,一了,达到最

7、佳配比转化膜生长的速度最快当氧化剂浓讨度再增大会促进反应和的发生而抑制反应,和的进一步进行在一定程度上减少了钵盐的有效反应,从而降低了转化膜的厚度。柿盐是主要成膜物质,在初始阶段氧化膜的厚度随饰盐的增加而变厚,但,影是当其浓度达到极限值以后会产生沉淀暮。响电解液的组成而阻碍转化膜的生长温度和柠檬。酸浓度对转化膜厚度的影响比较小工艺参数对化学转化膜硬度的影响表工艺参数对转化膜硬度的影响川别吧图各工艺参数下膜层的电化学阻抗谱图’价】取刃因而碑血翻川别,钵盐在金属基体上所形成的转化膜是