铝合金酒石酸—硫酸阳极氧化及封闭工艺研究

发布时间：2020-10-10 20:52

　　 集轻质、高比强度,良好的可加工性于一体的铝合金,被广泛应用与社会的各个方面,且尤其受航空航天领域的青睐。然而铝合金应用必须要考虑其耐蚀性能较差的事实。阳极氧化是一种电化学表面处理方法,通过特定的工艺可以对合金基体给予有效的防护。成效优异的工艺是铬酸阳极氧化和含重铬酸盐的封闭处理,但两者含有的六价铬对人体和环境都有巨大危害,因此六价铬的代替工艺成为当下研究的大趋势。目前,无铬酒石酸-硫酸阳极氧化(TSA)及封闭工艺在国外的航空、航天及国防行业逐步得到了应用,并形成了系列的标准。而国内相关的应用大都还停留在铬酸阳极氧化处理,随着我国国民环保意识的不断上升以及国家对环境治理的不断加力,国内开发可行的六价铬代替工艺亦愈发显得紧迫。因此,本文探究了TSA阳极氧化工艺及其封闭工艺,为其在国内的推广应用提供理论和试验基础。本文在实验室已有的前处理工艺条件下,以LY12铝合金为基础材料,以耐蚀性为指标,通过两次均匀化设计,依次得出酒石酸-硫酸阳极氧化工艺最优电解液酒石酸、硫酸浓度配比和阳极氧化电压、阳极氧化温度、阳极氧化时间工艺参数:硫酸55g/L,酒石酸88g/L;阳极氧化电压、时间、温度分别为14V、23min、37℃。此外,本文也对TSA阳极氧化工艺分散性,试样处理前后接触角、粗糙度以及添加剂做了研究,发现:TSA阳极氧化工艺分散性符合技术要求,处理后试样表面接触角变小,而粗糙度变化不大。添加剂钨酸钠、钼酸钠能够降低阳极氧化成膜率,改善阳极氧化膜的耐蚀性,钼酸钠的减薄作用明显大于钨酸钠的减薄作用,但耐蚀性改善效果劣于钨酸钠。关于封闭工艺,本文探究了锰酸盐封闭、锆钛封闭和三价铬封闭三类TSA阳极氧化后封闭工艺。结果表明试样锰酸盐封闭后有优异的耐蚀性能,堪比传统的重铬酸钾封闭和氟化镍封闭,且优于沸水封闭;锆钛类封闭也能较好的改善试样耐蚀性,但效果劣于传统封闭;试样三价铬封闭后外观差,膜层不均匀,封闭效果很差。最后,从某型号导弹舵支座得到试验铝材,对其进行阳极氧化处理和封闭处理,发现TSA阳极氧化和重铬酸钾封闭显著地改善了试样耐蚀性,表明本研究的成果初步具备生产应用的条件。
【学位单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG174.41
【部分图文】：

北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文阳极氧化膜的结构特别感兴趣，进行了大量的试出多个模型假设。1953 年，Keller 等提出了著名正，在 1970 提出了自己的模型。随着现代材料分技术），人们能够更好的观察阳极氧化膜的结构，量化人们验证了先前模型的可靠性并做出更加精

湖 北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文锅中 60℃5%m/m 的氢氧化钠溶液中碱蚀 60 秒，碱蚀后用镊子小心附着有黑色的杂质。用常温去离子水冲洗试样，洗净表面附着的氢净的试样没入常温的 30%v/v 硝酸溶液中出光 30 秒，可以看到黑色重新变的干净。用镊子小心取出试样并用 60℃的去离子水冲洗干净机冷风吹干试样并用保鲜膜包裹试样放入自封袋中以备使用。前处下图 2.2 b，肉眼观察前处理后试样表面粗糙度增加，镜面效果减弱的效果。

图 2.3 阳极氧化操作示意图理处理过的试样经过封闭处理后耐蚀性会得到进一步的提高在新鲜时进行封闭，避免氧化膜层与空气接触发生反应造低封闭效果。本文中用到的封闭工艺方法是浸泡在相应的而达到封孔的目的，没有采取一些其他方法注入微波加热方法。本文中用到的封闭有：沸水封闭、氟化镍封闭、重闭、锆钛封闭、三价铬封闭。其中沸水封闭、氟化镍封闭传统且效果显著的封闭工艺作为探究封闭工艺的对比，其不变的，而对于锰酸盐封闭、锆钛封闭、三价铬封闭这三探究的新型环保工艺，具体的封闭参数会在后文中给出。的配制
【参考文献】

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本文编号：2835572