Al-Mn-Mg-Si系铸造铝合金阳极氧化膜的性能
发布时间：2020-12-22 06:24
在150 g/L H2SO4溶液中对3种Al–Mn–Mg–Si系铸造铝合金（Al–1.9Mn–0.18Mg–0.1Si、Al–1.9Mn–0.36Mg–0.2Si和Al–1.9Mn–0.54Mg–0.3Si）进行阳极氧化,通过涂层测厚仪、扫描电镜、极化曲线测量技术及耐点滴腐蚀试验分析了所得阳极氧化膜的性能,并考察了Mg、Si含量对Al–Mn–Mg–Si合金阳极氧化性能的影响。与日本三菱公司制造的DM6合金及传统ADC12铸造铝合金相比,Al–Mn–Mg–Si铸造合金的可阳极氧化性更优,工业应用前景广阔。
【文章来源】：电镀与涂饰. 2020年14期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
阳极氧化装置
从图2可见，在阳极氧化的初始阶段，对于3组不同Mg、Si添加量的Al–Mn–Mg–Si合金而言，其阳极氧化电压在极短时间内(10 s左右)就升至最大值。随着阳极氧化继续进行，其电压有较为明显的下降，该阶段持续时间较短(约40 s)，电压降至最低值后又开始逐渐增大，在150 s左右增大到一定值，并基本维持稳定，直到反应停止。此外，随着合金中Mg、Si含量增多，其对应的阳极氧化电压有所下降，其变化幅度在0.5 V之内。而DM6铝合金的阳极氧化电压在初始阶段瞬间增至9 V左右，随后电压逐渐增大，约在200 s时达到最大，并基本维持稳定至反应结束。对于ADC12铝合金而言，反应初始阶段的阳极氧化电压同样存在瞬间增大现象，而在该阶段结束后，其阳极氧化电压随着反应时间延长不断增大，直至反应即将终止才出现一段较为稳定的电压。恒流阳极氧化过程中的电压-时间曲线反映了阳极氧化膜的生长特点。对于Al–Mn–Mg–Si合金而言，Mg、Si总添加量不同对电压-时间曲线的影响较小，其总体趋势一致。在反应的初始阶段(0～10 s)，铝合金试样的表层会形成致密的氧化层。因为生成的Al2O3膜为陶瓷层，不导电，所以膜层电阻急剧增大。在反应电流一定的情况下，电阻增大，使得阳极氧化电压在极短时间内急剧升高。在电压达到最大后，随着时间延长，电压开始下降，这表明在初始阶段生成的致密氧化层开始被硫酸电解液溶解，从而出现多孔结构，使膜层电阻降低。随后由于膜层继续生长，电压有一定程度的回升，最终达到稳定状态。在该阶段膜层的生长和溶解达到平衡，致密的氧化层不断生成，同时又不断地被溶解，使得孔洞不断加深，多孔层厚度增加，直至反应结束。
从图3可见，Mg、Si添加量对Al–Mn–Mg–Si合金表面光泽影响不大，其氧化膜色泽均较为白亮，不会对后续的着色处理造成明显影响。而DM6合金阳极氧化膜的光泽相对于Al–Mn–Mg–Si合金阳极氧化膜有所下降，并且膜层上存在一些肉眼可见的微小孔洞。ADC12铝合金阳极氧化膜则呈灰暗色，且颜色不均匀，基本难以通过着色处理来获得色泽丰富的外观。从图4可见，在Al–Mn–Mg–Si合金的阳极氧化膜层表面存在一些缺陷，推测其为铸造缺陷或第二相粒子留下的腐蚀坑。随着合金中Mg、Si含量增加，其阳极氧化膜表面状态变化不大。这是因为虽然合金中生成的Al–Mn–Si金属间化合物随Mg、Si含量也增多，但其尺寸较小，分布较为稀疏，所以对阳极氧化膜表面形貌的影响较小。DM6合金表面的阳极氧化膜存在微小的孔洞缺陷，品质与Al–Mn–Mg–Si合金的相比有所下降。而由于ADC12铝合金组织中存在大量粗大的第二相，不同部位的化学反应活性差异明显，导致不同区域的膜层生长状况不一致，因此其表面阳极氧化膜较为粗糙，孔洞和裂缝较明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Mn合金的熔体流动性及凝固特性[J]. 李文芳,戚鹏飞,杜军,王康,杨璐,罗平俊. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(11)
[2]铝及铝合金无铬钝化的研究进展[J]. 王昊,安成强,郝建军,林雪,陈梨. 电镀与环保. 2014(01)
[3]ZL301铸造铝合金硬质阳极氧化工艺研究[J]. 顾琳,魏晓伟. 表面技术. 2008(03)
[4]高强韧铸造铝合金材料研究进展[J]. 李元元,郭国文,罗宗强,龙雁. 特种铸造及有色合金. 2000(06)
硕士论文
[1]压铸铝合金环保型阳极氧化膜的制备与性能研究[D]. 吴璐莹.华南理工大学 2010
本文编号：2931299
【文章来源】：电镀与涂饰. 2020年14期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
阳极氧化装置
从图2可见，在阳极氧化的初始阶段，对于3组不同Mg、Si添加量的Al–Mn–Mg–Si合金而言，其阳极氧化电压在极短时间内(10 s左右)就升至最大值。随着阳极氧化继续进行，其电压有较为明显的下降，该阶段持续时间较短(约40 s)，电压降至最低值后又开始逐渐增大，在150 s左右增大到一定值，并基本维持稳定，直到反应停止。此外，随着合金中Mg、Si含量增多，其对应的阳极氧化电压有所下降，其变化幅度在0.5 V之内。而DM6铝合金的阳极氧化电压在初始阶段瞬间增至9 V左右，随后电压逐渐增大，约在200 s时达到最大，并基本维持稳定至反应结束。对于ADC12铝合金而言，反应初始阶段的阳极氧化电压同样存在瞬间增大现象，而在该阶段结束后，其阳极氧化电压随着反应时间延长不断增大，直至反应即将终止才出现一段较为稳定的电压。恒流阳极氧化过程中的电压-时间曲线反映了阳极氧化膜的生长特点。对于Al–Mn–Mg–Si合金而言，Mg、Si总添加量不同对电压-时间曲线的影响较小，其总体趋势一致。在反应的初始阶段(0～10 s)，铝合金试样的表层会形成致密的氧化层。因为生成的Al2O3膜为陶瓷层，不导电，所以膜层电阻急剧增大。在反应电流一定的情况下，电阻增大，使得阳极氧化电压在极短时间内急剧升高。在电压达到最大后，随着时间延长，电压开始下降，这表明在初始阶段生成的致密氧化层开始被硫酸电解液溶解，从而出现多孔结构，使膜层电阻降低。随后由于膜层继续生长，电压有一定程度的回升，最终达到稳定状态。在该阶段膜层的生长和溶解达到平衡，致密的氧化层不断生成，同时又不断地被溶解，使得孔洞不断加深，多孔层厚度增加，直至反应结束。
从图3可见，Mg、Si添加量对Al–Mn–Mg–Si合金表面光泽影响不大，其氧化膜色泽均较为白亮，不会对后续的着色处理造成明显影响。而DM6合金阳极氧化膜的光泽相对于Al–Mn–Mg–Si合金阳极氧化膜有所下降，并且膜层上存在一些肉眼可见的微小孔洞。ADC12铝合金阳极氧化膜则呈灰暗色，且颜色不均匀，基本难以通过着色处理来获得色泽丰富的外观。从图4可见，在Al–Mn–Mg–Si合金的阳极氧化膜层表面存在一些缺陷，推测其为铸造缺陷或第二相粒子留下的腐蚀坑。随着合金中Mg、Si含量增加，其阳极氧化膜表面状态变化不大。这是因为虽然合金中生成的Al–Mn–Si金属间化合物随Mg、Si含量也增多，但其尺寸较小，分布较为稀疏，所以对阳极氧化膜表面形貌的影响较小。DM6合金表面的阳极氧化膜存在微小的孔洞缺陷，品质与Al–Mn–Mg–Si合金的相比有所下降。而由于ADC12铝合金组织中存在大量粗大的第二相，不同部位的化学反应活性差异明显，导致不同区域的膜层生长状况不一致，因此其表面阳极氧化膜较为粗糙，孔洞和裂缝较明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Mn合金的熔体流动性及凝固特性[J]. 李文芳,戚鹏飞,杜军,王康,杨璐,罗平俊. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(11)
[2]铝及铝合金无铬钝化的研究进展[J]. 王昊,安成强,郝建军,林雪,陈梨. 电镀与环保. 2014(01)
[3]ZL301铸造铝合金硬质阳极氧化工艺研究[J]. 顾琳,魏晓伟. 表面技术. 2008(03)
[4]高强韧铸造铝合金材料研究进展[J]. 李元元,郭国文,罗宗强,龙雁. 特种铸造及有色合金. 2000(06)
硕士论文
[1]压铸铝合金环保型阳极氧化膜的制备与性能研究[D]. 吴璐莹.华南理工大学 2010
本文编号：2931299
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教材专著
