铝合金零件阳极氧化表面局部发黑弊病分析

铝合金零件硫酸阳极氧化后表面出现发暗、发黑的非正常现象,影响产品质量和性能。采用扫描电子显微镜、金相分析等手段,经综合分析得出产生此弊病的主要原因是:包铝层厚度不均匀,在阳极氧化过程中合金基体被氧化,合金中的β相和Mg2Si相被优先溶解、(FeMn)Al6相不被氧化,使阳极氧化膜中出现夹杂和空洞所导致的。     

合金元素对铝合金宽温阳极氧化工艺影响的研究

阳极氧化过程中铝合金放热导致槽液温度升高,会对膜层生长有较大影响。本文对6061、6063、2024及7075铝合金进行宽温阳极氧化处理,对其膜层厚度以及表面状态进行研究,结果表明铝合金合金元素对阳极氧化膜生长及结构有重要的影响,Cu、Mn等金属合金元素阻碍了铝合金氧化膜的生长,当电解液温度较高时,这些合金元素会使膜层起粉而导致膜层不合格。     

电镀铝-锰合金的耐人工汗液腐蚀性能

为解决可穿戴设备中镍镀层受到汗液腐蚀而产生镍释放的问题,提出以Al–Mn合金镀层替代镍镀层。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了Al–Mn合金镀层的微观形貌、成分,测试了它的表面粗糙度、光泽和努氏硬度,通过静态浸泡腐蚀试验和动电位极化曲线测量研究了Al–Mn合金镀层在人工汗液中的耐蚀性。结果表明:电沉积所得Al–Mn合金镀层镜面光亮、平整、致密,与基体结合良好,努氏硬度高于光亮镍镀层。Al–Mn合金镀层在人工汗液中发生全面的均匀腐蚀,耐蚀性为2级。Al–Mn合金镀层在人工汗液中的腐蚀电流密度与光亮镍镀层相近,但腐蚀电位更负,对腐蚀电位较负的基体起牺牲阳极保护作用,可以替代镍镀层用于汗液腐蚀的环境中。     

磷酸–硫酸阳极氧化对铝合金表面粘接性能的影响

研究了磷酸–硫酸阳极氧化对铝合金2A50表面粘接性能的影响,并与喷砂处理进行比较。阳极氧化液组成与工艺条件为:磷酸70g/L,硫酸50g/L,草酸7g/L,甘油20g/L,温度(22±2)℃,电压20V,时间35min。采用扫描电镜观察经阳极氧化处理和经喷砂处理的铝合金表面、粘接界面、破坏界面的微观形貌,利用能谱仪分析阳极氧化膜的组成。结果表明,磷酸–硫酸阳极氧化可明显提高铝合金粘接副的拉伸剪切强度和粘接耐久性能。分析了磷酸–硫酸阳极氧化的成膜特点及电解液主要成分的作用,解释了阳极氧化处理后铝合金的粘接性能优于喷砂处理的原因。     

Zn对Mg-Al-Pb-Zn系镁阳极材料组织结构及电化学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射及扫描电镜研究Zn含量对Mg–Al–Pb–Zn系镁阳极材料显微组织、相结构及表面形貌的影响;通过恒电流法、动电位极化法、排水集气法等研究该镁合金的腐蚀行为和电化学性能。结果表明：随着Zn质量的增加,合金晶粒愈加细小,形成细小的等轴晶;合金主要由α-Mg基体及长棒状的β-Mg17Al12相、颗粒...     

钢结构件热浸镀阳极性铝合金镀层技术的研究

在热浸镀纯铝的工艺条件下,通过在铝液中加入Zn、In、Sn等合金元素,制备了3种阳极性铝合金镀层:Al–5%Zn–0.02%In、Al–4%Zn–0.06%Sn及Al–5%Zn–0.06%Sn。使用光学显微镜、3.5%Na Cl全浸腐蚀试验及电化学工作站检测了所得铝合金镀层的组织及性能,并与纯铝、纯锌及55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层进行了对比。结果表明,镀层的最佳组成分别为Al–5%Zn–0.02%In和Al–(4%~5%)Zn–0.06%Sn。在3.5%Na Cl溶液中,其耐蚀性优于55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层,而腐蚀电位相当;在Cl–浓度为零时未发生铁铝极性逆转,镀层的显微组织与纯铝镀层相同。该热浸铝合金镀层的热浸镀工艺与热浸镀铝完全相同,使用热浸镀铝的设备及工艺即可实现工业生产。     

乙二胺四乙酸对镁合金阳极氧化膜的影响

将AZ31镁合金在NaOH、Na2SiO3和Na2B4O7的电解液中进行阳极氧化,考察了乙二胺四乙酸添加剂对阳极氧化膜性能的影响。用扫描电镜观察阳极氧化膜形貌,用X-射线衍射和自带能谱仪对膜层的相组织和元素含量进行分析,用交流阻抗测试氧化膜的耐蚀性能。结果表明,氧化膜主要由Mg O组成,膜层中出现了乙二胺四乙酸的特征元素C和N,Mg Si O3的衍射峰受到抑制。阳极氧化过程中的起弧电压随乙二胺四乙酸含量的增加呈上升的变化趋势。随着乙二胺四乙酸含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低。乙二胺四乙酸质量浓度为7.5 g/L时氧化膜具有最大的阻抗,最优的耐蚀性能。     

铝合金阳极氧化后无机盐黑色封闭工艺

针对铝合金阳极氧化有机染料染黑封闭的缺点,采用无机盐A–B染黑工艺对铝合金阳极氧化产品进行黑色封闭处理。介绍了Co(CH3COOH)2–Na2S、FeSO4–(NH4)2S、NiSO4–(NH4)2S等3种无机盐黑色封闭处理工艺,根据相关标准对经黑色封闭处理后的铝合金阳极氧化膜进行了湿热、盐雾、高温及太阳辐射试验。结果表明,3种铝合金阳极氧化黑色封闭处理试样均符合标准要求。无机盐黑色封闭工艺消除了传统有机染料封闭后易溶于有机溶剂而脱落变色以及在强光照射下易变色的缺陷。     

不同成分体系780 MPa级别双相钢的硅烷涂装性能

[目的]车用高强度双相钢硅烷前处理后涂装性能的研究鲜有报道。[方法]选取了C–Si–Mn、C–Mn–Cr和C–Mn–Cr–Al三个成分体系的780MPa强度级别的双相钢进行相同工艺的硅烷化和电泳处理,通过中性盐雾、石击、循环盐雾腐蚀等手段评价了不同成分体系钢板上的硅烷膜和电泳漆膜的品质。[结果]C–Si–Mn成分体系钢板的硅烷涂装性能最差,硅烷膜表面出锈,电泳漆膜的附着力及耐蚀性较差,不能满足一般汽车厂的要求;C–Mn–Cr成分体系钢板经硅烷涂装后,除耐石击+循环盐雾腐蚀性能外,其他性能基本都能满足一般汽车厂的要求;C–Mn–Cr–Al成分体系的硅烷涂装性能最优,硅烷膜及电泳漆膜的各项性能均能满足一般汽车厂的要求。[结论]在应用780 MPa级别双相钢的过程中,应当根据应用环境来选择适合的成分体系。     

铈元素对热浸锌–铝–镁合金镀层显微组织及耐蚀性的影响

在Zn–Al–Mg镀液中添加不同量的稀土Ce以提高热浸镀Zn–Al–Mg合金层性能。通过分析合金镀层的表面形貌和截面形貌以及中性盐雾试验,系统地研究了镀液中Ce添加量对合金镀层显微组织结构和耐蚀性的影响。当铈的添加量≤0.05%(质量分数)时,随铈添加量增大,热浸镀Zn–Al–Mg合金层的晶粒逐渐细化,尺寸逐渐均匀;δ相层的厚度变化不大,而ζ相层略微减薄。当铈添加量0.05%时,随铈添加量增大,镀层合金相厚度骤减。中性盐雾试验表明,镀液中添加Ce有利于提高Zn–Al–Mg合金镀层的耐蚀性,但其添加量不宜超过0.05%。     

ZnO引发剂对铝合金直接熔融氧化生长的影响

通过热重分析实验，研究了在高温空气气氛中覆盖在Al—Zn—Si合金表面的ZnO引发剂对铝合金直接氧化生长过程的作用。实验结果表明：ZnO能显著缩短A1—Zn—Si合金熔体直接氧化所需的孕育期及Al2O3／Al复合材料的生长时间。同时发现：ZnO有助于Al2O3／Al复合材料以光滑的方式进行氧化生长，形成细化胞状晶团，提高组织结构的均匀度和材料的致密度。促进Al2O3／Al复合材料生长的ZnO覆盖最佳量为7mg／cm^2。     

铸造铝合金表面改性研究进展

铸造铝合金是铝合金家族中用途较广的一种,耐腐蚀、耐磨性能较低是其缺点.表面改性是提高其耐腐蚀性能及耐磨性能的主要方法之一.综述了近年来铸造铝合金中常用的表面改性方法如微弧氧化法、激光表面处理法、化学镀-电镀法以及阳极氧化法,并对不同的表面改性方法进行了简要的评述.     

(Mg1–xCax)2Al4Si5O18陶瓷的相演变与微波介电性能

采用固相烧结反应法制备(Mg1–x,Cax)2Al4Si5O18陶瓷。XRD测试结果表明:0≤x<0.2时,陶瓷以(Mg,Ca)2Al4Si5O18堇青石单一相固溶体形式存在;0.2≤x<0.8时,陶瓷以Mg2Al4Si5O18/CaAl2Si2O8两相复合形式存在;0.8≤x<1.0时,陶瓷以单一相(Ca,Mg)Al2Si2O8固溶体形式存在。SEM结果显示:Ca2+掺杂可以有效地降低堇青石陶瓷的气孔率与微裂纹,并能有效地控制Mg2Al4Si5O18/CaAl2Si2O8复相陶瓷的颗粒分布与晶粒尺寸。微波介电性能测试结果表明:0≤x≤0.4时,(Mg1–xCax)2Al4Si5O18陶瓷介电常数εr为7.0左右;0.6≤x≤1.0时,εr从7.0增加到8.6,然后又降低到6.9。随着x增加,品质因数Qf值从24100GHz降低到4400GHz。但是,在x=0.6时,由于[Si,AlO4]四面体中Al/Si原子排列的有序化,(Mg0.4,Ca0.6)2Al4Si5O18陶瓷Qf值(Qf=5500GHz)比两侧x值成分点Qf值有较大提高。(Mg1–x,Cax)2Al4Si5O18陶瓷谐振频率温度系数在整个x值范围内保持在–20×10–6～–35×10–6℃–1。     

硫酸铈改性磷酸–硫酸铝合金阳极氧化膜耐腐蚀性研究

研究了稀土盐硫酸铈改性磷酸–硫酸阳极氧化处理对2A50铝合金表面耐腐蚀性能的影响。通过滴碱试验和铜加速乙酸盐雾(CASS)试验对改性前后阳极氧化膜的耐蚀性进行了研究,采用扫描电镜观察了不同阳极氧化膜的表面和截面形貌,测试了氧化膜的厚度,并对铈盐改性后的氧化膜进行了能谱分析,探讨了铈盐的作用机理。结果表明,稀土改性后得到的阳极氧化膜上孔分布均匀,孔隙率较高,其组成为Al2O3,氧化膜厚度由改性前的4.2μm提高到改性后的49.2μm,滴碱时间由35.9 s提高到186.9 s,CASS试验24、72和168 h的腐蚀评级分别由9、7和5级提高到10、9和8级。认为稀土盐的加入使氧化膜多孔层生长速率加快,阻挡层厚度增加,多孔部分结构更致密,从而提高了铝合金阳极氧化膜的耐蚀性能。     

Al——Cu系合金的阳极氧化处理要点

为使制品轻量化和降低造价,最近利用铝合金制做机器零件日趋增多。尤其是在机加工方面,对适于高速化、自动化、精密化的高速切削合金及压铸合金的需要量与日俱增,由于这些合金和其它铝材相比有形成阳极氧化膜困难的特点,所以选定适于该合金阳极氧化处理条件是极为重要的。在Al—Cu系合金中加入了铅和铋的高速切削合金具有优良的切削性,而且切屑又易处理,便于自动化生产。但是,在阳极氧化处理上要注意以下几点:     

卤素离子对铝合金阳极的活化作用

镓锡合金沉积子铝阳极表面，形成活化点，是含镓、锡铝合金阳极活化的根本原因。溶液中的卤素离子在氧化膜上的吸附及在其中的扩散也促进了铝电极的阳极溶解。合金元素及溶液中的阴离子通过改变铝电极表面的零电荷，影响着合金元素在铝电极表面的沉积的难易程度，从而影响着铝合金阳极的活化性能。     

电参数对运动器械用铸造铝合金微弧氧化膜性能的影响

采用由5 g/L Na_2SiO_3、5 g/L (NaPO_3)_6和3 g/L Na_2WO_4·2H_2O组成的电解液,在30°C以下对运动器械用铸造Al–Si–Cu铝合金进行微弧氧化30 min。研究了电流密度、占空比和频率对微弧氧化膜厚度、粗糙度、显微结构和耐磨性的影响,得到较优的电参数为:电流密度10 A/dm~2,占空比50%,频率600 Hz。在该条件下所得微弧氧化膜由Al、γ-Al_2O_3和ɑ-Al_2O_3组成,厚约15μm,表面平整、均匀、致密,粗糙度为0.51μm,耐磨性良好。     

不同阳极氧化工艺对铝合金支架表面氧化膜性能的影响

本文分别采用硫酸、草酸以及酒石酸阳极氧化工艺对铝合金支架进行阳极氧化处理,比较了采用不同工艺阳极氧化处理后支架的外观,表征了不同氧化膜的相结构,并测试了不同氧化膜的耐腐蚀性能、硬度和耐磨性能.结果表明,采用不同工艺阳极氧化处理后支架的外观与裸支架基本相同,都具有银白色光泽.不同氧化膜的物相都以Al相为主,还有α-Al2O3相和γ-Al2O3相,且都能提高铝合金基体的耐腐蚀性能、硬度和耐磨性能.与硫酸氧化膜相比,草酸氧化膜和酒石酸氧化膜的性能相对较好,主要归因于草酸和酒石酸对氧化膜的溶解性较弱,制备的氧化膜致密程度较高.酒石酸氧化膜具有良好的致密度,其硬度最高,达到357 HV,耐腐蚀性能和耐磨性能都最好,因此酒石酸阳极氧化工艺更适用于铝合金支架阳极氧化处理,能较大幅度提高铝合金支架的性能.     

专利实例

铝及其合金表面处理两则　2 0 0 330 1 　铝合金表面阳极氧化后稀土盐封闭铝或铝合金表面阳极氧化后于 Ce或 Y稀土盐稀溶液中封闭 ,可以提高其耐蚀性和与油漆涂料的附着力。该封闭工艺为 :Ce盐或 Y盐 (特别是硝酸盐或硫酸盐 ) 1 0～ 35 0 mmol/L,温度为 60～ 1 0 0℃ ,p H值为 3.0～ 9.0。(美国专利 ) US 62 4 81 84( 2 0 0 1 - 0 6- 1 9)2 0 0 330 2 　　　铝及其合金的表面处理该发明涉及的铝及其合金表面处理包括 :首先将铝及其合金零件进行阳极氧化以形成氧化层 ,然后在其上形成 Si O2 膜层。此 Si O2 膜层系由在阳极氧化膜层上涂…     

低介电常数(Mg_(1–x)Y_x)_2Al_4Si_5O_(18)陶瓷的制备与微波介电性能

采用传统陶瓷固相反应烧结法制备(Mg1–xYx)2Al4Si5O18陶瓷。Y3+掺杂产生液相烧结作用,使得堇青石陶瓷的烧结温度从1 450℃降低到1 325℃。结果表明:(Mg1–xYx)2Al4Si5O18陶瓷在0≤x0.05范围内,以(Mg,Y)2Al4Si5O18固溶体形式存在;在0.05≤x0.25范围内,以Mg2Al4Si5O18/Y2Si2O7复相陶瓷形式存在。Y3+能够改善(Mg1–xYx)2Al4Si5O18陶瓷的颗粒尺寸分布,并使陶瓷的气孔率降低。(Mg1–xYx)2Al4Si5O18陶瓷的相对介电常数由x=0的6.15提高到x=0.05的6.31;然后逐渐降低至x=0.25的5.90。品质因数Qf值由x=0的33 000 GHz提高到x=0.05的41 000 GHz,然后降低至x=0.25的24 000 GHz。谐振频率温度系数(0.05≤x0.25)值从–32×10–6/℃提高到–24×10–6/℃。