电解液对 2A12 铝合金硬质阳极氧化膜层性能的影响

目的对硫酸、混合酸电解液体系中制备的2A12铝合金硬质阳极氧化膜层性能进行研究,找出混合酸电解液体系对2A12铝合金硬质阳极氧化过程的影响机理,为改善膜层的耐蚀性能提供一种思路。方法通过对膜层厚度、显微硬度、微观形貌、极化曲线、交流阻抗试验结果进行分析,研究不同电解液对2A12硬质阳极氧化膜层性能的影响。结果在有机酸的活性吸附作用下,混和酸电解液解决了硫酸电解液制备2A12铝合金硬质阳极氧化膜存在的厚度、硬度不均匀及烧蚀现象,制备的膜层厚度范围为35~38μm,硬度范围为386~407HV0.05,具有厚度和硬度分布均匀、离散性小的特点。极化曲线及电化学交流阻抗分析表明,混合酸电解液体系中制备的2A12铝合金硬质阳极氧化膜层未进行封孔处理时,膜层的自腐蚀电位为-619.93 m V,阻挡层电阻为1.4×105Ω·cm2;封孔处理后,膜层的自腐蚀电位为-74.69m V,阻挡层电阻为2.376×106Ω·cm2。这说明封孔处理能够改善阻挡层的质量,显著提高膜层的耐腐蚀性能。结论采用混合酸电解液体系能够稳定制备出2A12铝合金硬质阳极氧化膜层,制备的膜层应进行封孔处理。     

不同硫酸浓度对2A12脉冲硬质阳极氧化工艺的影响

采用自制脉冲恒流电源,对硬质铝合金2A12在高、低硫酸浓度下的阳极氧化工艺进行研究。结果表明：2A12合金在低硫酸浓度中进行硬质阳极氧化,氧化膜的硬度和膜层厚度较在高浓度硫酸溶液中的高;无论是硫酸溶液浓度高低．硫酸溶液浓度、槽液温度、氧化电流密度等均影响2A12铝合金硬质阳极氧化膜的硬度和膜层厚度。     

工业纯铝硬质阳极氧化的工艺研究

铝硬质阳极氧化法是一种厚层阳极氧化工艺,是铝及铝合金在硫酸电解液中,经过阶梯电流作用而进行的电化学反应.传统铝的硬质阳极氧化需要较低的温度和较高的电压.对工业纯铝在硫酸溶液中采用硬质阳极氧化的方法制取氧化膜的工艺进行了研究,在传统硫酸硬质阳极氧化工艺的基础上进行了改进.相同工艺条件下,在硫酸溶液中加入适量添加剂,可使氧化膜的成长速度大大提高,并拓宽了阳极化允许的温度范围,提高了阳极氧化生产效率.     

铝合金2A12在低硫酸浓度下脉冲硬质阳极氧化工艺研究

采用脉冲恒流电源研究了硬质铝合金2A12(LY12)在不同低硫酸浓度下脉冲硬质阳极氧化工艺,探讨了溶液浓度、氧化温度、氧化时间、电流密度与膜厚、显微硬度、氧化电压与膜层质量之间的关系,从而获得铝合金2A12在低硫酸浓度下硬质脉冲硬质阳极氧化的最佳工艺方案。结果表明:将氧化温度控制在-2～0℃,硫酸浓度控制在2%左右时能够得到质量较高的氧化膜。     

阳极氧化工艺对6061铝合金草酸氧化膜耐磨耐蚀性的影响

为改善6061铝合金的表面耐磨性能和耐蚀性能,利用阳极氧化技术在草酸电解液中制备了阳极氧化膜。采用显微硬度仪测试了膜层的显微硬度,利用摩擦磨损试验机(CSEM)研究阳极氧化膜的摩擦性能,利用电化学阻抗谱(EIS)分析氧化膜的抗腐蚀性能。研究了阳极氧化电流密度、电解液温度以及阳极氧化时间对氧化膜的硬度、耐磨性及耐蚀性的影响规律,给出综合性能较好的阳极氧化工艺参数:电解液为40 g·L-1的草酸,阳极氧化温度为10℃,阳极氧化电流密度为1.0 A·dm-2,阳极氧化时间为120 min。     

轧制成形与挤压成形2A12铝合金硬质阳极氧化膜性能对比研究

目的通过对轧制成形与挤压成形2A12铝合金金相组织结构与成分的对比研究,获得两种成形方式下的铝合金经过硬质阳极氧化后膜层性能产生差异的原因。方法利用Keller试剂腐蚀基材试样,通过金相显微镜观察腐蚀形貌并分析结构差异。利用场发射电子显微镜、能谱仪、显微硬度计、Tafel极化曲线和摩擦磨损试验仪,对轧制成形与挤压成形2A12铝合金基材组织结构及氧化膜的微观形貌、成分、硬度、耐蚀性和耐磨性进行分析。结果挤压成形2A12铝合金内部组织析出相破碎程度较大,存在大量微孔以及由于析出相脱落而残留的坑洞,而轧制成形2A12铝合金组织结构较为致密平整,其制备的硬质阳极氧化膜厚度为66.03μm,硬度为457.26 HV,粗糙度为0.98μm,磨损量为0.0149 mg,比挤压成形2A12铝合金制备的氧化膜厚度高出4.11μm,硬度高出221.10HV,粗糙度降低了0.94μm,磨损量低0.7208 mg。结论 2A12铝合金经过轧制成形后,其内部组织更均匀致密,析出相破碎率低,在相同工艺条件下,制备的硬质阳极氧化膜综合性能更优异。     

硫酸阳极化对2E12铝合金力学性能的影响

采用传统的硫酸阳极氧化工艺对2E12航空铝合金进行处理,在铝合金表面制备了一层阳极氧化膜。研究了表面包铝层和阳极氧化时间对铝合金氧化膜表面形貌和硬度的影响,并探讨了硫酸阳极氧化处理对铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响规律及机制。结果表明,2E12铝合金基体中的第二相在阳极氧化过程中会发生溶解,使得氧化膜表面出现孔洞。随着氧化时间的延长,氧化膜的厚度逐渐增加,孔洞数量也增多且尺寸变大。2E12铝合金经硫酸阳极氧化处理后,拉伸性能基本保持不变,但疲劳寿命出现明显下降。其中,去除包铝层的2E12铝合金经阳极氧化后,疲劳寿命最高下降到阳极氧化前的30%。硫酸阳极氧化处理后,疲劳裂纹起源于氧化膜表面的缺陷处,疲劳断口呈现多个裂纹源的特征。     

己二酸铵对7075-T6铝合金硫酸阳极氧化的影响

研究硫酸电解液中添加己二酸铵对7075-T6铝合金阳极氧化的影响,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对7075-T6铝合金在不添加和添加己二酸铵的硫酸电解液中制备的阳极氧化膜表面的微观形貌进行分析,采用线性阳极极化研究7075-T6铝合金在两种电解液中的极化行为。利用动电位极化技术和电化学阻抗谱(EIS)研究两种电解液中制备的阳极氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明:硫酸电解液中添加己二酸铵可以通过降低电流密度来改善氧化膜的结构,减少氧化膜缺陷,降低微孔孔径,提高阻挡层厚度,从而降低氧化膜的自腐蚀电流密度,提高氧化膜耐腐蚀性能。     

铝合金低硫酸浓度硬质阳极氧化膜生长及特性

目的探究铝合金在低浓度硫酸电解液中,阳极氧化膜的生长及特性。方法在3%H2SO4和18%H2SO4(均为质量分数)电解液中对6063铝合金进行硬质阳极氧化,通过对膜层生长过程中的电压-时间曲线及微观形貌进行分析,研究膜层的生长特性。结果在低浓度硫酸电解液中,氧化膜初期生长为"缺陷择优生长"方式,即在高表面能缺陷处不断形成氧化膜核心并铺展,直到相遇形成界面为止;后期生长为"交界面择优生长"方式,即在较薄氧化膜交界面不断溶蚀并产生Al3+和O2-反向传输,使氧化膜增厚。结论低浓度硫酸中阳极氧化膜的生长方式与传统阳极氧化膜显著不同,膜层更加致密,厚度、硬度和粗糙度较大。     

铝合金硬质阳极氧化工艺的研究

为了研究阳极氧化工艺条件对硬质氧化膜的厚度、耐蚀性、表面形貌的影响.利用正交试验优化了铝合金硬质阳极氧化的工艺条件,采用扫描电镜(SEM)观察了硬质阳极氧化膜的表观形貌,并探讨了槽液温度和硫酸浓度对氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:有利于硬质阳极氧化膜厚度增加的最佳工艺条件为:硫酸浓度150g/L,电流密度3.5A/dm2,氧化时间180min,槽液温度-5～0℃;SEM照片表明:硫酸浓度增加,氧化膜的孔径增大,孔隙率增加.     

大风沙地区铝合金接触网零部件表面处理的优选

目的提高铝合金接触网零部件表面耐磨损性能,以增加其在大风沙地区的使用寿命。方法对接触网零件切割进行试样制备。在硅酸盐体系电解液中,采用20 k W直流脉冲微弧氧化设备对试样表面进行微弧氧化处理,电解液为硅酸盐,氧化时间为30 min。同时制备阳极氧化处理的平行试样。通过硬度测试、摩擦磨损试验以及扫描电子显微镜(SEM)测试,分别评价两种表面处理方式的表面硬度、耐磨性能,利用中性盐雾试验来评价其耐腐蚀性能,并通过扫描电子显微镜来观察两种膜层的差异。结果通过对铝合金接触网进行阳极氧化和微弧氧化处理能明显提高表面耐磨性。阳极氧化膜层硬度为350.3HV,微弧氧化膜层硬度约为阳极氧化膜硬度的4倍,达到1510.8HV。经过HT-600高温摩擦磨损试验机30 min的磨损试验,铝合金基体质量损失2 mg,阳极氧化膜质量损失0.8 mg,而微弧氧化膜的质量损失只有0.15 mg左右,且微弧氧化膜层表现出了更好的耐腐蚀性能。结论微弧氧化膜层能表现出更加优异的耐磨及耐腐蚀性能,因此微弧氧化更适合大风沙地区铝合金零件的表面处理。     

水热预处理对铝合金表面ZnAl-LDHs涂层防腐蚀性能的影响

目的提高表面ZnAl-LDHs涂层对铝合金的防腐蚀保护性能。方法首先将6061铝合金放入水热反应釜中,加入去离子水,在120℃温度下水热反应30 min。将经过水热预处理的铝合金分别放入50、80℃的0.005 mol/L的Zn(NO3)2溶液中浸泡4 h,在铝合金表面制备出ZnAl-LDHs涂层。利用XRD、SEM、EDS、EIS和极化曲线等技术,分析不同制备条件下,铝合金表面ZnAl-LDHs层的形貌、结构及其对铝合金的防腐蚀保护性能。结果水热预处理后,铝合金表面形成Al(OH)3和AlO(OH)混合层,在其上生长形成的ZnAl-LDHs涂层具有较优的层状结构、较高的结晶度和更加细小致密的纳米片。电化学阻抗和极化曲线的测试结果表明,表面ZnAl-LDHs层可以降低6061铝合金的腐蚀电流密度,提高腐蚀电位和电化学阻抗。水热预处理后的铝合金在80℃溶液中形成的ZnAl-LDHs层,其自腐蚀电流密度(J(corr))仅有0.018μA/cm^2,比未水热处理的铝合金上获得的ZnAl-LDHs层(0.101μA/cm^2)更低,在50℃溶液中形成的ZnAl-LDHs层也观察到相同的现象。结论通过水热预处理可在6061铝合金表面形成Al(OH)3和AlO(OH)混合层,将其作为ZnAl-LDHs层原位生长的前驱体,可以促进ZnAl-LDHs的结晶形核,提高其形核率,使ZnAl-LDHs层的纳米片更细小致密,从而使ZnAl-LDHs层对铝合金具有更好的防腐蚀保护性能。     

海洋环境中铝合金表面改性涂层的电化学性能

目的对换热管用6061铝合金表面进行改性防护,研究一种在其表面具有牺牲性阳极保护效果且腐蚀速率小的涂层材料。方法采用线材火焰喷涂工艺在6061铝合金表面制备不同成分的锌铝涂层,分别为纯Zn、Zn50、Al95、Al、Al-RE共5种涂层,使用SEM、EDS、XRD分析测试方法对涂层形貌及成分进行分析,并测定涂层在3.5%NaCl溶液中的Tafel曲线。结果相同参数下在铝合金表面制备的涂层表观质量良好,无明显缺陷,符合热喷涂对于涂层质量的要求。常温环境下,Zn、Zn50、Al95、Al、Al-RE涂层的电位比6061铝合金的电位更负,5种涂层对6061铝合金都具有阳极性保护层的作用。结论从腐蚀电流和腐蚀电位考虑,Al95、Al-RE作为牺牲性阳极保护涂层的作用会更好。     

阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4电解液中微弧氧化膜结构和耐磨性能的影响

目的 研究恒流模式下阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4的电解液中制备的微弧氧化膜厚度、形貌、相组成及耐磨性能的影响。方法 固定阳极电流密度为5.0 A/dm²,阴极电流密度分别为0、1.25、2.5、3.75、5.0 A/dm²,对6061铝合金进行微弧氧化40 min。用涡流测厚仪测量了氧化膜的厚度,用扫描电镜观察了微弧氧化膜的表面形貌和截面形貌,用能谱分析仪分析了氧化膜的表面成分,用X射线衍射分析仪分析了微弧氧化膜的相组成,用往复式摩擦磨损试验机测试了氧化膜的耐磨性能。结果 随着阴极电流密度的增加,氧化膜内的W含量逐渐减少,氧化膜颜色逐渐变浅,氧化膜厚度逐渐增加。微弧氧化膜的主要组成相为α-Al2O3和γ-Al2O3。当阴极电流密度从0 A/dm²增加到3.75 A/dm²时,氧化膜内孔洞的数量和尺寸逐渐减少,孔洞到氧化膜/基体界面的距离逐渐增加,氧化膜的耐磨性能逐渐提升。当阴极电流密度为3.75 A/dm²时,氧化膜的磨损率最低,仅为1.07×10^‒4 mm³/(N.m)。但阴极电流密度增加到5.0 A/dm²时,氧化膜表层出现孔洞和剥落,耐磨性能下降。结论 阴极电流的加入有助于增加6061铝合金微弧氧化膜的厚度,提高氧化膜的致密性和耐磨性能,但过高的阴极电流会导致氧化膜表层出现孔洞,降低耐磨性能。     

微弧氧化处理对铝合金耐霉菌腐蚀特性的影响

在2A12铝合金表面制备了微弧氧化膜层,按照国家军用标准霉菌测试方法对微弧氧化膜层的耐腐蚀性能进行了测试,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对铝合金基体及微弧氧化膜层霉菌腐蚀前后的微观结构、相组成进行了表征。结果表明,未经过微弧氧化处理的铝合金表面有少量的霉菌生长,表面产生了一定数量的点蚀坑,长霉等级为1级。经过微弧氧化处理试样表面未发现霉菌生长,长霉等级为0级。微弧氧化处理可以有效提高铝合金表面耐霉菌腐蚀性能,扩大其应用范围。     

The effect of oxide coatings on fatigue properties of 7475-T6 aluminium alloy

The effect of hard anodic oxide and plasma electrolytic oxide coatings on the fatigue strength of 7475-T6 aluminium alloy has been investigated. The coated aluminium alloy was tested using constant load uniaxial tensile fatigue machine. Hard anodising led to an appreciable reduction in the fatigue strength of 7475-T6 alloy of about 75% for a 60 μm thick coating. Further, plasma electrolytic oxidation resulted in reduction of the fatigue strength of about 58% for a 65 μm thick oxide coating. The decrease in fatigue strength of the hard anodic oxide coatings was associated with the stress concentration at the microcracks in the coating. The better fatigue performance of the PEO coatings was attributed to the development of the compressive residual internal stress within the coatings. The reduction in the fatigue strength of the PEO coatings as compared to the uncoated material was associated with the development of the tensile residual internal stress within the substrate. This may cause an early crack initiation in the substrate adjacent to the coating.     

Al及LY12Al的表面处理与复合转化膜的耐蚀性能研究

采用失重法与电化学方法研究了纯铝及LYl2铝合金表面钼酸盐和锰酸盐的化学复合转化膜。首先，在不同的钼酸盐(锰酸盐)钝化剂里生成A1，LYl2A1转化膜，然后进行阴极和阳极极化曲线测定，得到一系列电化学参数。将成膜的A1，LYl2A1浸在人造海水中观察，分别测试在pH＝3、pH＝13的3．5％NaCl溶液中的极化曲线。结果表明，处理工艺简单，成膜速度快。铝及铝合金钼酸盐和锰酸盐的化学复合转化膜提高了耐蚀性能，有效地抑制了铝合金在3．5％NaCl溶液中的点蚀。并简单讨论了钼酸盐和锰酸盐的成膜机理及耐蚀作用。     

2024铝合金表面无铬钛锆转化膜的制备与性能

采用钛酸盐和锆酸盐为主盐,开发了一种应用于2024铝合金表面的无铬钛锆转化膜。通过扫描电镜 (SEM)、能谱分析 (EDS)、中性盐雾实验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱对转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析。结果表明：制备的无铬钛锆转化膜由微米级的微小颗粒组成,膜层均匀平整,无明显缺陷;无铬钛锆转化处理后的2024铝合金,经中性盐雾168 h,无明显腐蚀产物产生;钛锆转化膜具有较低的腐蚀电流和一定的钝化能力,可有效的提高铝合金的耐蚀性能。     

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的 研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法 在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果 随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO32-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5% NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10-9 A/cm2和-0.34 V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论 在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。