金屬材料腐蝕與防護開題報告-超鋁退膜二次鉻酸陽極氧化膜層性能研究(編輯修改稿)
2025-02-15 00:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫度：2327℃，U=14—16V，t=17～25 min，用稀鉻酸進行膜孔封閉，得到了與鉻酸陽極氧化膜具有同樣性能的硼酸一硫酸陽極氧化膜，該膜具有良好的吸附能力，易染上各種顏色，以及良好的遮蓋能力，可保持零件的高精度和低表面粗糙度等特點。后者工藝條件：電解液為(3％5％)H2SO4+(%%)H3B03，氧化溫度：—℃，t=18～22min，U=14～16V，Ja1 A/dm2，經(jīng)過試驗證實，—64．6mg/dm2。硼酸—硫酸陽極氧化機理口 硼酸—硫酸陽極氧化利用陽極反應，水氧化析出的氧原子具有很強的氧化能力，和鋁生成氧化鋁，同時放出大量熱量。鋁合金的陽極氧化實質(zhì)上就是水的電解，電解液在電流的作用下發(fā)生分解，在陰極上放出氫氣，陽極生成A12O3，膜，同時析出02氣。 在氧化過程中對膜的厚度及質(zhì)量影響最大的是硫酸的含量，硫酸的含量降低，膜的質(zhì)量也會降低。硼酸起到平衡酸堿的作用，硼酸含量對膜層質(zhì)量無重大影響，硼酸主要是影響膜的阻擋層和多孔層的結構，降低氧化還原反應的速度和改善膜的外觀，使氧化膜更加致密，耐蝕性更高。硼酸—硫酸陽極氧化膜的特點裂紋更易產(chǎn)生；而硼酸．硫酸陽極氧化膜層較薄，膜層應力也較小，不像硫酸陽極氧化那樣易產(chǎn)生裂紋。另外，由于膜層結構的不同，硼酸．硫酸陽極氧化膜可形成壓應力，壓應力可提高材料疲勞強度。另外，該工藝對電源要求低，一般電鍍所用的直流電源均可使用，氧化時間是鉻酸陽極氧化的一半左右，效率高，節(jié)約能源。與鉻酸陽極氧化一樣，氧化膜具有高彈性，結構致密，耐蝕性好。硼酸硫酸氧化溶液成分濃度低，沒有Cr(Ⅵ)，廢液處理起來方便，更加環(huán)保、安全。 近年來，鋁及其合金陽極氧化的技術正朝著綠色環(huán)保方向發(fā)展。硼酸．硫酸陽極氧化膜不會降低基體的疲勞強度，而且該工藝對環(huán)境污染小，成為航空工業(yè)中陽極氧化的發(fā)展趨勢。此外，脈沖陽極氧化能提高鋁及其合金陽極氧化膜致密度和硬度，并能使膜層的耐擊穿電壓升高，同時減小膜層的導熱系數(shù)，使鋁及其合金具有更廣的實用價值；脈沖封閉技術將陽極氧化膜浸泡在硫酸鋁溶液中利用脈沖電流進行封閉，耗能少，對環(huán)境無污染一瓦34I。稀土元素在提高鋁合金耐蝕性中顯示出優(yōu)異性能以及無污染、低造價等優(yōu)點；稀土鹽在鋁合金陽極氧化膜封閉處理中的作用也開始引起人們的關注，鈰鹽封閉方法有望取代有毒有害的重鉻酸鉀封閉方法。微弧陽極氧化突破了傳統(tǒng)陽極氧化的電壓局限，利用400～500V的電壓在工件表面形成微弧放電，使工件表面的金屬與電解液相互作用在表面形成陶瓷膜，大幅提高鋁合金表面的性能，該工藝簡單，與環(huán)境友好，效率高；另外在微弧陽極氧化技術中，不同電解液中膜層中能形成金屬氧化物及其鹽類而使膜層具有一定的顏色，對膜層起到著色效果。三、實驗方法 當前在航空工業(yè)中應用較多的鋁合金陽極化工藝是鉻酸陽極化和硫酸陽極化，而鉻酸陽極化由于其耐腐蝕性較好,對材料的疲勞性能影響優(yōu)于硫酸陽極化而被更為廣泛地應用在國內(nèi)外民用飛機鋁合金的防護上，所以采用鉻酸封閉。1 鉻酸陽極氧化膜的制備1）試驗藥品、材料和設備 試驗藥品：鉻酸、硝酸、氫氟酸、Isoprep44堿清洗劑、鉻酸鈉、丙酮等。 試驗材料及規(guī)格：超硬鋁合金7075，7050。 試驗設備：整流器、鹽霧試驗箱、分析天平、劃痕儀、掃描電鏡等。2）鉻酸陽極氧化工藝流程 鉻酸陽極氧化工藝流程為：有機溶劑擦洗（丙酮）→堿性清洗劑除油→溫水水洗→冷水洗→脫氧→去離子水漂洗→鉻酸陽極化→冷水洗→一次退膜→去離子水漂洗→鉻酸陽極化→冷水洗→二次退膜→去離子水漂洗→鉻酸陽極化→冷水洗→去離子水漂洗→封閉→干燥。其中主要工序的工藝參數(shù)及配方設計如下：有機溶劑擦洗：用清潔抹布沾丙酮清洗污染表面并揩干；堿性清洗劑除油：Isoprep44 45~75g/L溫度 57~63℃時間10~15min脫氧：HNO3 %~%（體積比）Cr6+ ~ g /L ~溫度 室溫時間 5~20min鉻酸陽極氧化：游離鉻酸（CrO3） ~52 g/L六價鉻（（CrO3） ~ g/L溫度32~38℃電壓20~24V 時間55~60min封閉：六價鉻（以Cr6+計） 45ppm~100ppm二氧化硅 ≤10ppmpH ~溫度88~93℃ 時間23~28min2 鉻酸陽極氧化膜性能檢測1）陽極氧化外觀檢測：用肉眼觀察膜層外觀，色澤應呈現(xiàn)金屬灰色、灰色或黃色到綠灰色；膜層無起粉、裂紋、劃傷、燒蝕等缺陷；允許有少量裝掛痕跡。2）膜重檢測：按照ASTM B137進行氧化膜重量測量試驗，經(jīng)鉻酸陽極氧化處理（封閉前）的試片（3塊 7575mm）， mg/dm2。3）耐蝕性檢測：按照ASTM B117 進行中性鹽霧試驗，稀鉻酸鹽封閉的陽極氧化膜試片（3塊 75250mm）經(jīng)336小時連續(xù)噴霧后進行耐蝕性評價。4）與漆膜結合力檢測：陽極氧化膜試片（3塊 75150mm）用環(huán)氧底漆涂敷，漆層固化后應通過濕劃痕結合力試驗。5）微觀形貌表征：利用SEM觀察材料表面狀態(tài)及膜層微觀表面形貌。3 退膜二次再鉻酸陽極氧化膜層性能試驗序號試樣編號材料牌號鉻酸陽極氧化工藝性能指標12Y3D12024下限中性鹽霧22Y3D22024下限32Y3D32024下限42Y3Z12024
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