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1、浅议铝和铝合金表面处理技术 摘要：近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展，本文重点介绍了化学氧化法、激光熔覆、等离子体微弧氧化。关键词：铝合金表面处理；化学氧化法；激光熔覆；等离子体微弧氧化Abstract:Inrecentyears,thealuminumalloysurfacemodificationtechnologyhasmadeprogress,thearticlefocusesonchemicaloxidationmethods,lasercladding,plasmamicro-arcoxidation
2、.Keywords:aluminumsurfacetreatment;chemicaloxidation;lasercladding;plasmamicro-arcoxidation中图分类号：TU74文献标识码：A引言6铝是元素周期表中第三周期主族元素，为面心立方晶格，无同素异构转变，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约１一３ｎｍ的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；铝是两性的，既易溶于强碱，也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性。纯铝的强度低，只有通过合金化
3、才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。然而，铝的腐蚀电位较负，全面腐蚀比较严重。铝及其合金的腐蚀形态常见的有：点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、丝状腐蚀和层状腐蚀。为了克服铝合金表面性能方面的缺点，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术是非常重要的一环，用以解决或提高防护性、装饰性和功能性三大方面的问题。二、常用的方法有化学氧化法金属表面处理工业中的化学转化处理时使金属与特定的腐蚀液接触，在一定条件下，金属表面的外层原子核腐蚀液中的离子发生化学或电化学反应，在金属表面形成一层附着
4、力良好的难溶的腐蚀生成物膜层。1.1阳极氧化法铝的阳极氧化法是把铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,施加阳极电压进行电解,在铝的表面形成一层致密的Al2O3膜,该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。1.2微弧氧化法6微弧氧化又称等离子体氧化,是在阳极氧化基础上,在金属基表面原位生长陶瓷层的一种表面处理技术。当阳极氧化电压达到某一临界时,材料表面氧化层被击穿,产生弧光放电,并产生瞬间高温(>2000℃),氧化膜在高温高压作用下熔融,等离子弧消失后,熔融物激冷而形成非金属Al2O3陶瓷层。1.3有机硅烷化处理有
5、机硅烷化处理是近年来发展起来的一种新型金属表面防护性工艺，由于无污染、处理件耐性蚀好，受到人们的青睐。该工艺是基于一种可水解生成硅醇的硅烷试剂。有机硅烷课与基底铝合金形成极强的Me-O-Si键，而硅烷的有机部分又可与表面聚合物涂层（底漆）形成磷化底漆处理化学键结合，硅氧烷键的形成可大大提高表面聚合物涂层与基体铝合金的结合力，同时也使铝合金的抗腐蚀性得以提高。1.4电泳涂漆处理电泳涂漆起源于日本，实际也是在阳极氧化基础上的一步深加工处理。电泳涂层兼有阳极氧化膜和聚合物涂层双层有点。电泳涂漆是把共建和对应电极放入水溶性树脂
6、制成电泳漆液中，接上直流电源后，在电场的作用下，涂料在工件上沉积形成均匀膜的一种工艺，具有漆膜均匀、附着力强、涂料利用率高、施工速度快等有点。而且对于异形型材也有很好的涂装效果。1.5磷化底漆处理6在铝合金表面涂磷化底漆是在铝磷化的同时形成漆膜，磷化底漆本身不能单独起到底漆作用，是一种表面预处理方法，主要用在不能进行阳极氧化或化学氧化部件。磷化底漆的基料，组分一以聚乙烯醇缩丁醛树脂为主，加有铬酸盐等防锈颜料和助剂，组分二为磷酸，使用前将两组分按规定比例混合均匀，喷漆在铝板表面时一部分磷酸与金属铝结合，使金属表面和涂层系
7、统中的底漆具有良好的结合能力62.激光熔覆激光熔覆技术是采用高能激光束将金属-陶瓷复合粉末熔于基材表面，获得金属陶瓷复合层的工艺。其工艺方法有两种：预置涂层法和同步送粉法。预置涂层法是先将粉末与粘接剂混合后涂于基体表面，干燥后进行激光加热。同步送粉法是在激光照射到基体的同时侧向送粉，粉末熔化而基体微熔，冷却后得到熔覆层。二者方法不同但效果相近，即熔覆层通常与施加的合金粉末的化学成分相近，熔覆层与基体之间为冶金结合，只有在界面结合层的较窄范围内，施加合金粉末才受到基体的稀释。激光熔覆是一个复杂的工艺过程，工艺参数较多，可
8、分成4类：1>激光系统本身，如光束模式、功率稳定性等；2>基体，如基体材质、表面状态等；3>涂层材料的特性及涂置工艺；4>处理条件，包括光束大小与形状、功率大小及扫描速度等。对于铝合金的激光熔覆，根据覆层种类和厚度，正确选择激光参数很重要。如果能量输入不足，不仅得不到熔化良好、凝固致密的覆层，更得不到良好的冶金结合层。如果输入的能
