钢基电镀铝层阳极氧化处理后的组织结构和性能

用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)测定了Q235钢上电镀铝层在硫酸溶液中不同时间阳极氧化处理后的组织结构和表面形貌,并对其硬度和耐蚀性能进行了测试.结果表明:电镀铝层经不同时问阳极氧化处理后,表面由非品态Al2O3相和Al相组成,其上存在有纳米级的孔洞.随着氧化时间的延长,非晶态Al2O3相增多,Al相减少,氧化膜厚度增加,表面孔洞尺寸增大;氧化膜的硬度呈现先增加后降低,最后趋于稳定,且都显著高于电镀铝层的硬度.并且电镀铝层经阳极氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中的电化学耐蚀性能大幅度增加,但随着阳极氧化处理时间的延长,电镀铝层的耐蚀性能降低.     

微弧氧化处理对Q235钢电镀铝层相结构和性能的影响

用AlCl3-NaCl-KCl低温熔融盐体系在Q235钢表面上获得了电镀铝层,并对电镀铝层进行微弧氧化处理。用扫描电镜和X射线衍射分析仪观察和测定了微弧氧化层的表面形貌和相结构,并对其硬度和耐蚀性能进行了测试。结果表明：Q235钢表面上的电镀铝层经不同时间的微弧氧化处理后,其表面形貌与铝及其合金经微弧氧化处理后的相似,为多孔熔融凝固形貌。经30min的微弧氧化处理后,其电镀铝层表面除了存在Al相之外,还出现了-γAl2O3相。经不同时间微弧氧化处理后,电镀铝层的表面硬度和在3.5%NaCl溶液中的电化学耐蚀性能均得到了较大程度的提高,且随微弧氧化时间的延长硬度增加,而电化学耐蚀性能先增加而后降低,最佳处理时间为20min。     

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。     

阳极氧化电流密度对热浸镀铝45钢耐蚀性能影响

为改善45号钢的表面耐蚀性能,对热浸镀铝45号钢表面采用阳极氧化技术,在硫酸电解液中制备了具有一定厚度的阳极氧化膜,研究了电流密度对氧化膜形貌、厚度及耐蚀性的影响。结果表明,热浸镀铝45钢阳极氧化处理后镀层主要包括Al_2O_3层、镀Al层和Al-Fe合金层3部分。阳极氧化电流密度对氧化膜的厚度和形貌有较大影响,进而影响其耐蚀性。随着电流密度增大,氧化膜厚度增加,表面孔洞尺寸变大、面积增加,材料的耐蚀性能先提高后降低。在电流密度为2.0A/dm~2下氧化30min,热浸镀铝45号钢在3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电流密度比氧化前降低了2个数量级,电荷转移电阻提高了20倍,耐蚀性显著改善。     

扩散铝涂层对TiAl合金高温摩擦磨损性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,并进行720℃×4 h高温扩散处理。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层;经扩散处理后,膜层中纯铝相消失,形成了表面氧化层Al2O3和中间扩散层TiAl3,膜层硬度明显增加,显著提高了TiAl合金基材的抗高温摩擦磨损性能。     

镁合金环保型阳极氧化工艺研究

通过环保型阳极氧化工艺在MB2镁合金表面获得了表面质量良好的银灰色氧化膜层,用金相显微硬度计、扫描电镜和X射线衍射等表面分析手段,研究了氧化膜层的显微硬度、截面形貌和相结构,并采用动电位扫描的电化学方法考察了氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明：氧化膜层的主要成分为MgO、MgAl2O4、Al2O3;膜层具有多孔结构,孔径较为均匀,分为内外两层,外层为疏松层,内层为与基体结合牢固的致密层;阳极氧化电流密度和电解液中铝盐浓度是影响阳极氧化膜层性能的主要因素;所得膜层的显微硬度值高达558.4 HV,同时其耐蚀性能也远优于传统含铬DOW17工艺所成的防护膜,且所用电解液无铬无磷更为环保经济.     

不锈钢表面镀铝-热氧化处理制备氧化铝膜及其性能

采用无机熔融盐电镀铝、热浸镀铝工艺联合的方法在钢基材表面制备了一层平整、连续的铝镀层,研究了铝镀层在不同氧化时间下的氧化行为。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对氧化层的形貌和成分进行分析,并考察了氧化层的硬度和耐腐蚀性能。结果表明:将无机熔融盐电镀铝法和热浸镀铝法相结合可获得良好的铝镀层;铝镀层在900℃下热处理20 h后,可获得连续致密的Al2O3膜;Al2O3层有效提高了钢基材的表面硬度和耐腐蚀性能。     

电流密度对ZA43微弧氧化膜的影响

研究了不同电流密度对ZA43微弧氧化膜层的表面形貌、膜厚、硬度以及膜的组成相的影响等问题。结果表明:随着电流密度的增大,膜层表面的孔洞尺寸变大;氧化膜厚度逐渐增大,但是增加的速度变得缓慢;膜层硬度在一定电流密度范围内增加,最终趋于稳定;膜层主要相成分为α-Al2O3和γ-Al2O3,增加了ZA43高铝锌基合金的表面硬度,耐磨性和耐腐蚀性能。     

铝的阳极氧化工艺与氧化膜性能

采用硫酸直流阳极氧化在铝表面形成氧化膜,并进行了表面成分深度分布、物相结构、形貌、显微硬度表征。结果表明,氧化膜为无定型Al2O3和Al的夹杂层,O和Al的分布由表及里呈反向变化,硫酸根离子渗入氧化层并在界面处富集,氧化膜的显微硬度较基体有了显著提高。通过正交试验优化了试验工艺条件。     

氧化时间对Ti6Al4V合金微弧氧化膜结构及耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐体系中采用恒压微弧氧化工艺对Ti6Al4V(TC4)合金进行微弧氧化,研究了不同氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、硬度、粗糙度以及物相生成的影响,并对不同氧化时间的膜层耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,随着微弧氧化时间的延长,氧化膜表面微孔径增大,膜层厚度与表面硬度值先增加后又降低,膜层由金红石、锐钛矿及钙磷化合物组成,且主晶相为钙磷化合物,金红石及钙磷化合物含量均随微弧氧化时间的延长而增加;微弧氧化膜层表面Ca/P摩尔比值为1.56,接近人体羟基磷灰石比值,O/Ti原子比值为2.0,膜层表面主要组成为Ti O2;微弧氧化膜层腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流逐渐增大。     

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。     

Al2O3超疏水薄膜的制备及其耐腐蚀性研究

目的低成本地提高金属对海水的耐腐蚀性能。方法采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备Al_2O_3薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对制备的Al_2O_3薄膜进行成分、微观结构以及润湿性能分析。利用电化学工作站对样品的耐腐蚀性能进行测量,从而对薄膜的腐蚀防护性能进行评价。结果该新型低成本Al_2O_3溶胶可在铝基底表面制备出无定形Al_2O_3薄膜,薄膜为直径不同的柱状体,且利用沸水刻蚀的办法可使薄膜上柱状体的致密度和直径均匀度不同。制备的Al_2O_3薄膜经低表面能物质改性后,对去离子水的接触角达到153.2°,具有较高的疏水性和较低的粘附性,提高了铝基底的耐海水腐蚀性,对空白基底的缓蚀率达到97.9%。结论采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备的Al_2O_3薄膜能有效提高对海水的耐腐蚀性。     

石墨烯纳米片对D16T铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

目的研究石墨烯纳米片对D16T铝合金耐磨耐蚀性的影响,为铝合金表面微弧氧化处理技术在油气领域的应用提供理论依据。方法利用微弧氧化技术在含与不含石墨烯的电解液中在D16T铝合金表面制备微弧氧化膜层,采用XRD、SEM、EDS分析了膜层相结构和表面形貌,测试了膜层的粗糙度和显微硬度,通过摩擦磨损和电化学实验研究了石墨烯纳米片对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性和耐蚀性的影响。结果微弧氧化膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,石墨烯的添加使Al2O3相的衍射峰值和衍射峰的数量增加,Al衍射峰明显降低;膜层表面平整,表面熔融颗粒较少,表面有大块团聚物堆积。膜层由外部疏松层和内部致密层组成,疏松层微孔数量和微裂纹较少,膜层厚度稍有增加,致密层厚度由不含石墨烯时的0.6μm增至1.6μm。含石墨烯的膜层容抗弧半径明显增加,Bode图中低频阻抗值由5×10^5Ω·cm^2提升至106Ω·cm^2,疏松层电阻由1.57×10^5Ω·cm^2增至1.98×10^5Ω·cm^2,致密层电阻由3.07×10^5Ω·cm^2提升至1.24×106Ω·cm^2;膜层自腐蚀电位由-0.53 V提高至-0.41 V,自腐蚀电流密度由3.15×10^-7 A/cm^2降低至3.97×10^-8 A/cm^2;膜层质量磨损量明显降低,摩擦系数减小,耐磨性增加。结论石墨烯纳米片通过放电通道进入膜层填充膜层中的孔和裂纹,部分石墨烯形成团状覆于膜层表面,使膜层更加平整、致密,膜厚增加,膜层耐磨性和耐蚀性得到明显提升。     

Pulse-reverse electroplating of chromium from Sargent baths: Influence of anodic time on physical and electrochemical properties of electroplated Cr

Herein, chromium film was successfully synthesized by pulse-reverse (PR) electrodeposition using various anodic current time in a Sargent bath which is mainly composed of hexavalent chromium (Cr⁶⁺) and sulfuric acid (H₂SO₄). The correlation between anodic time during electroplating and various physical properties was investigated. The crack density, hardness, and thickness of electrodeposited chromium was decreased with an increase in anodic time for PR electroplating. The chromium prepared by PR electroplating showed higher corrosion resistance than that prepared by direct current (DC) electroplating owing to low crack density. Consequently, the optimal anodic time for PR electroplating was found to be 0.001 s based on the crack density, hardness, current efficiency, and film thickness. The results obtained suggest that this optimized process is a promising route for electroplating chromium film with low crack density and high corrosion resistance.     

7A04铝合金的硬质阳极氧化工艺

研究了7A04铝合金的硬质阳极氧化.并给出了其工艺流程、配方、操作步骤.为满足光电瞄具结构件的功能性、装配性、防腐性、耐磨性和外观等要求,对氧化膜层的厚度、硬度提出了较严格的限定.     

负向电压对海洋平台铝合金钻探管表面微弧氧化膜组织和耐蚀性影响

目的 提高海洋平台铝合金钻探管的耐腐蚀性能.方法 采用微弧氧化技术,在海洋平台钻探管用2 A12铝合金表面制备氧化铝陶瓷膜.通过盐雾试验,研究负向电压对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对微弧氧化膜的微观形貌、组织结构进行分析.结果 在微弧氧化处理过程中,随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变光滑.在一定负电压范围内,Al2 O3相的含量随负电压的升高先增加,当负电压达到一极限值后,Al2 O3相随负电压的升高而减少.负电压的增大能提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,当负电压由8 V升高至24 V时,腐蚀速率由0.00568 g/(dm2·h)降低至0.00028 g/(dm2·h),前者是后者的20倍;当负电压为4 V时,部分膜层剥落,腐蚀严重;当负电压增至24 V时,有效延缓了微弧氧化膜的腐蚀程度.结论 在微弧氧化处理过程中,负电压对微弧氧化膜的制备有较大影响,增大负电压能有效提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,此外基体本身所含的Fe、S等杂质是影响微弧氧化膜的主要因素.     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。     

Q235钢表面热镀铝微弧氧化陶瓷层的性能

通过热浸镀铝后进行微弧氧化的方法在Q235钢表面获得一层陶瓷层,测定了微弧氧化陶瓷层的耐蚀性、耐磨性及硬度。结果表明无论是在NaCl溶液还是在海水中,陶瓷层的耐蚀性均优于热浸镀铝层。热浸镀铝层与陶瓷层都在10%NaCl溶液中的耐蚀性最差。陶瓷层的耐磨性显著优于经840℃淬火 150℃回火的45#钢,当摩擦延长米为70m时,陶瓷层的耐磨性提高了2倍多。陶瓷层的硬度比基体提高了约10倍。     

The effects of spark anodizing treatment of pure titanium metals and titanium alloys on corrosion characteristics

This study evaluated the surface characteristics of oxide films on commercially pure titanium metals (CP-Ti; Grade 2 and Grade 3) and titanium alloy (Ti6Al4V and Ti6Al7Nb) samples formed by an anodic oxidation treatment, and investigated the effects of anodization on the corrosion characteristics. FE-SEM, XRD, and Raman spectroscopy were used to evaluate the micromorphology and crystalline structure of the oxide films. The corrosion resistance of the sample groups was evaluated using open-circuit potential and cyclic polarization tests. After anodic oxidation up to dielectric breakdown with the same electric current, 150-200 nm-sized pores were distributed homogeneously on pure titanium metal samples, partially occluded pores were observed on the Ti6Al4V alloy, and there was an inhomogeneous size and distribution of pores on the Ti6Al7Nb alloy. The titanium dioxide films formed through anodic oxidation contained a phase mixture of anatase and rutile. The cyclic polarization tests showed that all the tested sample groups were not susceptible to localized corrosion. The as-received and anodically oxidized CP-Ti grade 3 groups showed a higher corrosion resistance than the other groups. The mean E_corr values of the anodically oxidized sample groups, except for the anodized Ti6Al7Nb alloy, showed higher values than those of the respective as-received sample groups. In particular, the Ti6AL7Nb alloy showed a statistically higher E_corr value in the anodized group than in the as-received group (p < 0.05).