提升鋁合金鉻酸陽極氧化膜耐濕熱性的工藝研究

提升鋁合金鉻酸陽極氧化膜耐濕熱性的工藝研究Summary:介紹了為提高鋁及鋁合金鉻酸陽極化氧化膜的耐腐蝕性能，增加了XinXiangAriationIndustry(Gr用于航空產(chǎn)品鋁合金件的防護(hù)上。鉻酸氧化膜一般厚度只有2～5um,能保持樹狀分支結(jié)構(gòu)，孔隙率較低，很難染色，在不作封孔處理的情況下也可以使用。適用于鑄件、鉚接件和機(jī)械加工件等的表面處理。因鉻酸對(duì)銅的溶解能力較大，所以銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%的鋁合金一般不適用鉻酸陽極氧化。鉻酸法得到的膜酸溶液成本或是電能消耗都比硫酸陽極氧化貴，而且氧化液中Cr會(huì)污染環(huán)境，2鋁合金陽極氧化膜形成機(jī)理鋁及鋁合金陽極氧化的電解液一般為具有中等溶液能力的酸洗溶液，如硫酸等。將鋁件作為陽極，鉛板作為陰極，通以直流電，電極反應(yīng)為水的放電，生成初生態(tài)原子氧[O]。由于[O]具有很強(qiáng)的氧化能力，在強(qiáng)大的外電場(chǎng)力作用下，會(huì)從電解液/金屬界面上向內(nèi)擴(kuò)散，與鋁作用形成氧化物并放出大量的熱。反應(yīng)多余的氧則在陽極以氣體狀態(tài)析出。間曲線進(jìn)行分析，如圖1所示。最大值，該值稱為臨界電壓(或形成電壓)。說明在陽極上形成了連續(xù)的、無孔的薄膜層(阻擋層)。此膜具有較高的電阻，因此隨著膜層的加厚，電阻加大值的10%～15%。這是由于電解液對(duì)膜層的溶解作用，使氧化膜最薄的局部③第三段：多孔層的增厚此段的特征是氧化時(shí)間大約20s后，電壓開始趨于平穩(wěn)。此時(shí)，阻擋層生成速度與溶解速度達(dá)到平衡，其厚度保持不變，但氧化反在其周圍的溶液中緊貼著帶正電荷的離子(如由于氧化膜的溶解而存在大量的Al3+),因電位差的影響，帶電質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于固體壁發(fā)生電滲作用，即貼近孔壁帶正電荷的液層向孔外部流動(dòng)，而外部新鮮的電解液沿孔的中心軸流入孔內(nèi)，促使孔內(nèi)的電解液不斷更新，從而使孔加深擴(kuò)大，如圖2所示。圖2電滲液流過程示意圖3鉻酸陽極化工藝流程的曲線要求，見圖3。蓬度(℃)圖3鋁及鋁合金鉻酸陽極化膜層耐蝕性標(biāo)準(zhǔn)曲線但為了提高要求，滿足GJB150.9A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法濕熱試驗(yàn)》規(guī)定的濕熱試驗(yàn)，循環(huán)10個(gè)周期(1個(gè)循環(huán)為24小時(shí))后，無腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的要求，故完善工藝流程，增加封閉工序。即除油→水洗→出光→水洗→堿腐蝕→水洗→出光→水洗→鉻酸封閉工序采用醋酸鎳封閉。利用鎳鹽的水解而將氧化膜中的孔隙進(jìn)行封閉，醋酸鎳等鹽被氧化膜吸附后，可以水解成氫氧化鎳，反應(yīng)如下：Ni(CH,COO)?+2H?O→Ni(OH)↓+2CH,COOH氫氧化鎳沉淀在孔隙中就把孔填充了。由于少量的氫氧化鎳幾乎是無色的，所以不會(huì)影響到產(chǎn)品的外觀顏色。圖4未經(jīng)封閉處理的濕熱試驗(yàn)后試片外觀圖5經(jīng)封閉處理的濕熱試驗(yàn)后試片外觀通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過醋酸鎳封閉后的試片，在經(jīng)過10個(gè)周期濕熱試驗(yàn)后，仍能保存膜層的完整性，而不經(jīng)封閉的試片，濕熱試驗(yàn)10個(gè)周期后外觀發(fā)花4結(jié)論入封閉工步，可滿足零件的10個(gè)周期耐濕熱性要求。[1]穆強(qiáng)，于文剛，盧剛.鋁及鋁合金的鉻酸陽極化[J].山東化工，