无铬钝化

铝合金无铬钝化工艺及性能研究

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作者

訾赟

摘要

使用最广泛的铝合金钝化处理技术是铬酸盐钝化,但传统铬酸盐钝化膜仍存在着环境方面的不足,研制性能优良的无铬钝化膜具有重要的理论和实际意义。本文主要研究了LY12铝合金表面的锆酸盐钝化工艺,通过单因素实验、正交优化等方法确定了锆酸盐钝化中高锰酸钾-氟锆酸钾钝化和双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺。研究表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化的最佳工艺

为:KMnO_4含量5.0g/L,K_2ZrF_6含量3.0g/L,pH值2.2,温度50℃,时间60s;双氧水-氟锆酸钾钝化的最佳工艺为:H_2O_2浓度45ml/L,K_2ZrF_6含量5.0g/L,pH值3.0,温度50℃,时间90s。通过电化学性能测试和中性盐雾实验对锆酸盐钝化膜的耐蚀性进行研究,其结果表明双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性要比高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性有很大提高,双氧水-氟锆酸钾钝化膜显著提高了铝合金的抗腐蚀能力。采用SEM、EDS对锆酸盐钝化膜进行分析,结果表明,高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的膜层表面吸附着颗粒状的氧化物,并且有明显的凹陷存在,钝化膜由Al、O、Mn、Zr等元素组成。双氧水-氟锆酸钾钝化膜的整个膜层表面都分布着不均匀的皲裂纹,整体类似于“干枯河床”状,同时还呈现出多孔的蜂窝结构,钝化膜由Al、O、Zr等元素组成。通过电化学性能测试、中性盐雾实验和SEM表面形貌分析对不同的后处理工艺进行筛选,确定了氟-镍+沸水双重后处理工艺。并与未经过后处理的钝化膜进行对比,结果表明钝化膜经过后处理可以有效地改善膜层的表面形貌,提高膜层的耐腐蚀性能。将锆酸盐钝化膜与铬酸盐钝化膜进行氟-镍+沸水双重后处理,通过电化学性能测试和中性盐雾实验对不同钝化膜的耐蚀性进行对比研究,其结果表明锆酸盐钝化膜中的双氧水-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性优于高锰酸钾-氟锆酸钾钝化膜的耐蚀性,与铬酸盐钝化膜的耐蚀性相接近。

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出版源

《沈阳理工大学》, 2011

铝合金无铬纯化的工艺及机理研究

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温度40℃,CeCl3·7H2O浓度0.045mol/L,时间9min,电流密度1.1mA/cm2,H2O2浓度30ml/L。通过电化学测试和中性盐雾实验对稀土钝化工艺中化学浸泡法和电化学处理法的钝化膜作耐腐蚀性能对比。结果表明,电化学处理法制备的钝化膜的耐蚀性能比化学浸泡法制备的钝化膜的耐蚀性能有很大提高,电化学钝化显著提高了铝合金的抗腐蚀能力。根据SEM表面形貌、EDS能谱分析和XRD分析表明,稀土钝化工艺所得的膜层表面均匀分布铈的氧化物和氢氧化物。膜层主要含有Ce、Al、O等元素。成膜处理后,没有晶态物质在铝合金表面生成,形成的铈的钝化膜为非晶态物质。根据铈钝化膜的结构组成和引用的双极学说,提出了一个成膜机理。通过电化学测试和中性盐雾实验对稀土钝化膜和铬酸盐钝化膜作耐蚀性能对比,其结果表明稀土钝化工艺中电化学处理法所制备的钝化膜的耐腐蚀性能优于化学浸泡法制备的钝化膜,与铬酸盐钝化膜的耐腐蚀性比较接近。

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出版源

《沈阳理工大学》, 2009

关键词

铝合金 / 铈盐钝化膜 / 电化学 / 化学浸泡 / 耐蚀性