2024铝合金阳极氧化、电解着黑色工艺优化及膜的性能

为了在2024铝合金表面获得结合力好、耐候性好及黑色纯正的阳极氧化膜,首先在硫酸电解液中对2024铝合金进行阳极氧化,之后在Sn-Ni-Cu-Co电解液中进行电解着黑色,采用SEM,XRD,EDS分析膜层的表面形貌、截面特征、成分及膜中的元素分布,优选了阳极氧化、电解着色电解液的成分;从金属颗粒沉积、氧化还原方面分析了电解着色的机理。结果表明:最佳阳极氧化液配方为100.0 g/L H2SO4,5.0 g/L H3BO3,2.0 g/L(NH4)2SO4,2.0 g/L苹果酸,2.0 g/L MgSO4,1.5 g/L Al2(SO4)3;最佳着色液配方为15 g/L SnSO4,10 g/L NiSO4,10 g/L CuSO4,10 g/L C4H6O4Co,3 g/L FeSO4;在Sn-Ni-Cu-Co电解着色液中,Sn2+,Co2+,Cu2+等通过还原反应以单质的形式沉积于氧化膜层的孔隙或底部,通过多重散射使氧化膜颜色加深,从而得到了黑色的氧化膜;最佳氧化膜颜色为石墨黑,结合力及耐候性均较好。     

电解着金黄色工艺的研究

总结了铝合金电解着金黄色的方法及生产工艺，讨论了着色液万分中杂质含量对上色效果的影响。给出了槽液最佳配方，工艺参数对上色的影响电镀，也作了详细研究，用本法制得的膜性能优异。     

着色处理对铝合金阳极氧化膜光学性能影响的研究

研究了LY12铝合金阳极氧化膜采用酸性黑ATT进行一次着色处理、浸酸处理、二次着色处理对膜层紫外可见光吸收性能的影响.研究了铝合金阳极氧化处理工艺;采用扫描电镜(SEM)观察了阳极氧化膜层表面和断面形貌;XRD分析了阳极氧化膜层表面组织结构;采用紫外可见分光光度计研究了膜层吸光性能.结果表明:LY12铝合金在恒压20V进行硫酸阳极氧化获得最佳膜层厚度所需要的时间为120min,其厚度为42μm;浸酸处理不会改变膜层组织结构;经过浸酸处理后的二次着色处理与一次着色处理相比提高了膜层对紫外可见光的吸收度,这是由于经过浸酸处理后二次着色膜层具有更佳的粗糙度所引起的.     

LY12铝合金微弧氧化膜在海水中的摩擦学性能

为了提高铝合金在海水中的耐磨性,对LY12铝合金进行微弧氧化,采用扫描电镜、X射线衍射仪观察微弧氧化膜形貌并分析其成分;采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜在人造海水中的摩擦学性能。结果表明:LY12铝合金表面的微弧氧化膜由致密内层和疏松外层组成,在人造海水中微弧氧化膜的摩擦系数比LY12铝合金的低,摩擦磨损达到稳定状态后,前者的平均摩擦系数约为后者的1/3,微弧氧化膜能有效提高LY12铝合金在海水中的耐磨性。     

LY12铝合金微弧氧化膜的生长过程

为了进一步了解铝合金微弧氧化膜的生长状况、生长过程和机理,在硅酸盐体系中,采用恒流法对LY12铝合金分别进行了5,10,30,45,75,120 min的微弧氧化处理.采用扫描电镜和电化学阻抗谱对氧化膜进行了分析.结果表明:随着氧化时间的延长,氧化膜明显变得粗糙,膜内孔道被填补;随着膜层厚度的增加,反应后期氧化膜分为内外2层,表层疏松,内层致密;电化学阻抗谱由双容抗形转变为拉长的半圆弧,反应电阻增加,电化学过程由活化过程转变为扩散过程控制,氧化膜对基体的保护性能增强.     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀行为

为了系统了解微弧氧化电参数对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响,采用自制的设备以恒流法在硅酸盐系电解液中对LY12铝合金进行微弧氧化处理.研究了频率、占空比、时间等参数对铝合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀行为的影响.用扫描电镜(SEM)和电化学工作站等手段,分析了不同能量参数制备的陶瓷层的微观结构及耐蚀性.结果表明:随着频率增加...     

国内期刊纵览

２００１０１０１　铝合金表面着亮黑色的研究──程蔚．　电镀与精饰（双月刊）,　２０００,２２（６）：５以循环伏安法研究了锡、铜、镍离子在电解着色条件下的电化学行为,实验结果表明,当锡、铜、镍离子共存于电解质溶液中,以交流电作电解电源时,锡、铜将优先于镍沉积于铝合金表面上,形成亮黑色的坚实膜层,电沉积１０ｍｉｎ,膜层厚度大于４μｍ。以扫描电镜分析了膜层的表面形貌,用Ｘ－射线电子能谱分析了膜层的成分及锡、铜在膜层中的相对含量。２００１０１０２　铝合金硼酸－硫酸阳极氧化工艺研究──刘佑厚．　电镀与精饰…     

反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

在K₂ZrF 电解液体系中, 利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜. 结果表明, 膜层主要由t-ZrO₂、m-ZrO₂组成, 还含有少量的γ-Al₂O₃和KZr₂(PO₄)₃. 随着反应时间的延长, 膜层晶相物质的含量增多; 膜层表面粗糙度增大, 致密性提高; 膜层的厚度近似线性增加, 硬度增大, 耐腐蚀性提高, 抗热震性减弱. 磨损实验表明, 带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高, 铝合金的摩擦系数约为膜层的2/3, 随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高, 摩擦系数减小.     

负脉冲对铝合金微弧氧化膜耐蚀性影响的研究

利用自行研制的100kW微弧氧化设备对LY12铝合金进行微弧氧化表面处理.采用IM6e电化学工作站测试了负脉冲个数分别为0,2,4,8时,微弧氧化LY12铝合金在5%NaCl溶液中的极化曲线,并对极化曲线的塔费尔斜率分析.研究表明,微弧氧化30 min后,陶瓷层厚度由不加负脉冲时的56μm减小到施加8个负脉冲时的31μm.随负脉冲个数增多,陶瓷层的生长时间变短,溶解时间变长,陶瓷层厚度减薄.加载负脉冲可使LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的腐蚀电流降为原来的1/10,耐蚀性大幅度增加.负脉冲为4个时制备陶瓷层的腐蚀电流最小,仅为10.3μA,腐蚀速度最低,耐蚀性最好.     

氧化石墨烯对铝合金微弧氧化膜层力学和摩擦学性能的影响

为了提高铝合金的耐磨性,在六偏磷酸盐复合电解液中加入不同浓度氧化石墨烯(GO)对铝合金进行微弧氧化(MAO),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪和显微硬度计分析GO对微弧氧化膜层的微观形貌、相组成、元素分布、厚度和显微硬度的影响,重点研究了不同GO浓度下的铝合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果表明：电解液中添加GO纳米颗粒对微弧氧化膜层有显著的影响。Al₂O₃/GO膜层生长速率随GO含量增加而上升,其主要成分是α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃。随着GO浓度的增加,微弧氧化膜层的显微硬度相较于纯2A12铝合金明显提高。由于电解氧化过程中C元素掺入膜层界面,Al₂O₃/GO膜层的表面变得致密且光滑,摩擦系数明显下降且耐磨性提高。该方法为强化铝合金表面耐磨提供了新思路,对拓展铝合金的应用具有重要意义。     

铝在硫酸银溶液中的脉冲电解着色工艺

目前,脉冲电源在铝合金微弧氧化方面应用较广,而在传统氧化着色领域应用较少。采用数控脉冲电源在硫酸银溶液中对铝进行电解着色,探讨了脉冲电解着色工艺参数对着色速度和膜层颜色的影响。结果表明:在着色溶液浓度和着色时间不变的条件下,脉冲电解着色工艺参数为工作频率50 Hz,总占空比30%,正占空比30%,反占空比70%,正向电压13 V,反向电压14 V时,膜层颜色与白色相比具有最大的色差值,着色速率最大。     

(NaPO3)6-NaAlO2体系铝合金微等离子体氧化研究

研究了六聚偏磷酸钠－偏铝酸钠溶液中,ＬＹ１２铝合金微等离子体氧化过程、陶瓷膜的形成特点以及偏铝酸钠的浓度对氧化过程的影响。通过Ｘ射线衍射及扫描电镜分析了膜层的相组成及形貌特征。     

三种有机物对LY12CZ铝合金在酸性溶液中的缓蚀行为研究

本工作选取了2-巯基苯并噻唑(MBIH)、苯并三氮唑(BTA)和8-羟基喹啉(8Q)等几种典型的缓蚀剂,研究了其对LY12CZ铝合金在酸性溶液中的缓蚀效果及机理.通过腐蚀失重法研究了三种缓蚀剂对LY12CZ铝合金在酸性溶液中腐蚀动力学的影响.利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及能谱(EDS)等...     

复合材料对LY12CZ铝合金C-环应力腐蚀性能的影响

采用铝合金C-环试样应力腐蚀试验方法，将碳纤维环氧复合材料与LYl2CZ铝合金相互偶接，研究由于电偶腐蚀的存在，对LYl2CZ铝合金应力腐蚀性能的影响，利用SEM方法对裂纹断口进行了分析。结果表明，复合材料与LYl2CZ铝合金的电偶腐蚀作用，促进了LYl2CZ铝合金C-环应力腐蚀裂纹形成与扩展，电偶作用使晶粒表面的点蚀减少，晶界腐蚀的溶解速率明显加快，晶界的二次裂纹大大增加，而与铝合金偶接的复合材料表面形貌基本无变化。     

用石墨原子化法测定铝阳极氧化电解着色膜中的铜、镍、锡

了解着色膜中铜、镍、锡的沉积情况,是研究铝阳极氧化电解着色机理的前提.采用硝酸与醋酸褪除着色膜,并将标准曲线法运用于石墨原子吸收分光光度的测定中,从而测定褪除液中的铜、镍、锡含量.所测曲线的线性相关系数分别为 0.999 5,0.999 2和0.995 1;测定试液的加标回收率范围为 93.0%～103.4%;测试结果的相对标准偏差范围为 0.44%～3.70%.试验表明,用硝酸与醋酸褪膜,不仅能有效地去除着色膜,而且还有利于石墨原子化,此法所测结果对铝阳极氧化电解着色的研究具有一定的参考价值.     

LY12CZ基材表面阳极氧化膜局部发黑成因

LY12CZ基材零件硫酸阳极氧化后表面常出现发暗、发黑的非正常现象,影响产品质量和性能.采用SEM、金相分析等手段对基材和阳极氧化膜进行了综合分析,得出产生此现象的主要原因是:因氧化前热处理不当,基材本身产生了大量的残留杂质相和富Cu相,使阳极氧化膜中出现夹杂和空洞,导致氧化膜出现发黑现象.对基材进行二次热处理可有效解决这一问题.     

The Technological Improvements of Aluminum Alloy Coloring by Electrolysis

The technological process of coloring golden-tawny on aluminum alloy by electrolysis was improved in this paper. The optimum composition of electrolyte was found, the conditions of deposition and anodic oxidation by electrolysis were studied. The oxidative membrane on aluminum alloy was satisfying, the colored aluminum alloy by electrolysis is uniformity,bright and beautiful, and the coloring by electrolysis is convenient and no pollution.     

Electrochemical study of the corrosion behavior of Ce sealing of anodized 2024 aluminum alloy

The technological process of Ce sealing of anodized LY12 (2024) alloy is introduced in this paper. The corrosion behavior of the film is studied by polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that the coating remains passive at the potential range from the open circuit potential (−780 mV) to −250 mV. After immersing the sample in NaCl solution for 6 days, the outer layer Ce conversion coating begins to loose its anticorrosive property. The inner Ce sealing anodized film is not corroded until 60 days immersion. Thus, the inner layer Ce sealing anodized film takes the leading role of the corrosion protection for LY12 alloy.     

预变形对LY12铝合金板热处理后晶粒度的影响

为了制定合理的铝合金板多道次成形工艺,需确定每道次的粗晶临界应变.通过将单向拉伸试件拉伸到不同预应变,然后热处理测定晶粒度的方法,分别研究了不同预变形对退火和淬火热处理后LY12铝合金板晶粒度的影响.结果表明,不同预变形对退火热处理后晶粒度无影响;对淬火热处理后晶粒度影响显著,而且存在一个临界应变,当预应变大于该临界应变时,晶粒突然长大.对于包铝层,该临界应变小于0.8%;对于基体,该临界应变在4%左右.对于LY12铝合金板多道次成形工艺设计,退火前道次极限变形量的制定不需考虑粗晶影响,淬火前道次变形量的制定需考虑粗晶临界应变.     

焊接方法对铝合金焊接接头微弧氧化色差的影响

目的 分析铝合金焊接接头微弧氧化过程中色差产生的原因。方法 采用单激光和激光-MIG复合焊2种焊接方法焊接2A12铝合金,利用RGB值定性描述不同焊接试样的色差差异大小,采用金相、SEM和微区XRD观察2A12铝合金单激光和激光-MIG复合焊接头微弧氧化前后的组织、微观形貌和表面物相组成。结果 经微弧氧化处理后,2A12铝合单激光焊焊件的焊缝和母材之间无明显色差,2A12铝合金激光-MIG复合焊焊件的焊缝和母材之间存在明显色差,结合金相组织、表面和截面的SEM形貌以及表面EDS和XRD测试分析结果可知,成分和表面熔融物颗粒的大小不同是铝合金焊接接头微弧氧化色差形成的主要原因,焊接接头的组织对铝合金焊接接头微弧氧化色差的产生没有影响。结论 单激光焊接接头微弧氧化后的氧化色差较激光-MIG复合焊接头的小;铝合金(2A12)焊接接头产生氧化色差主要是因为焊接接头的成分和表面熔融物颗粒大小不同,而组织对色差无影响。