轻合金锆/钛基转化膜的设计及性能研究

通过对传统锆/钛基转化膜成膜机理的分析,提出了提升锆/钛基转化膜性能的设计理念,并分别在5083铝合金和AZ91D镁合金上进行了实践,显著提升了合金基体的耐腐蚀性能及其与有机涂层的附着性能.通过解析影响锆/钛基转化膜性能的关键因素,指出了当前锆/钛基转化膜研究的不足及其未来的发展方向.     

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。     

5052 铝合金表面钛锆基转化膜的制备及耐蚀性

目的研究铝合金表面非铬酸盐高耐蚀性转化膜的制备工艺。方法以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐,KMn O4为氧化剂,Na F为成膜促进剂,在5052铝合金表面制备化学转化膜。采用SEM,EDS,FT-IR,XPS对转化膜的形貌、结构以及成分进行分析,通过硫酸铜点滴实验、全浸蚀实验和极化曲线对转化膜的耐蚀性进行研究。结果获得了土黄色转化膜,主要由Al F3·3H2O,Al Ox/Al,Al2O3,Mn O2和Ti O2组成。转化处理后,铝合金的腐蚀电位正移了约591 m V,腐蚀电流密度由1.10μA/cm2降低为0.48μA/cm2。经过封闭处理后,腐蚀电流密度降低为0.04μA/cm2,耐蚀性明显提高。结论以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐在铝合金表面形成的土黄色化学转化膜具有良好的耐蚀性。     

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能.分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能.     

ADC12铝合金表面硅锆复合转化膜的研究

通过化学转化法在ADC12铝合金表面制备出新型硅锆复合转化膜。利用硫酸铜点滴实验与极化曲线测试对胺基双硅烷含量进行优化,利用场发射扫描电镜(FESEM)对转化膜的微观形貌进行分析,采用Fourier变换红外光谱分析仪(FT-IR)与X射线光电子谱(XPS)研究了转化膜的结构与成分并对成膜过程进行了分析,利用电化学测试、中性盐雾实验研究转化膜的耐蚀性能。结果表明：60%胺基双硅烷转化膜的耐蚀性能最优。胺基双硅烷的引入明显改善了转化膜的均匀性和致密性。胺基双硅烷大大提升了转化膜的耐蚀性能。相较于锆转化膜,硅锆复合转化膜的容抗弧半径增加了3倍以上;低频阻抗值增加了3倍以上;耐盐雾时间提升了20倍以上。     

AA6061铝合金表面钛锆膜的结构及性能研究

在AA6061铝合金表面形成了钛锆膜.用SEM/EDX和XPS分析了钛锆膜的表面形貌及成分.采用电化学测试和中性盐雾测试研究了钛锆膜的耐蚀性能.结果表明,钛锆膜是由Zn-Ti-F-O-Al等元素组成的复合物;钛锆膜的耐蚀性能与基体相比有明显的提高,但不及六价铬酸盐膜;经72小时中性盐雾腐蚀,腐蚀面积小于10%.     

铝合金稀土转化膜处理对LC4合金耐SCC性能的影响

利用慢应变速率试验(SSRT)等方法研究了P5和SRE稀土转化膜处理对LC4铝合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为的影响。P5和SRE工艺对LC4合金的应力腐蚀有一定抑制作用,SRE处理液对SCC有缓蚀效果。     

AA6063铝合金Zr黑灰色转化膜及其自修复性能

在常温下实现了6063铝合金的无铬化学转化处理,处理液无需另外添加氧化剂而性能稳定,3 min内快速成膜,转化膜为黑灰色,解决了Zr转化膜的着色问题。通过SEM,XRD,XPS及电化学工作站分析表征锆转化膜。结果表明,膜层由Al,Al2O3,Al F3,KZr F3(OH)2·H2O及KZr F3O·2H2O组成,Zr转化膜耐腐蚀性能比铝合金提高了两个数量级;膜层具有双层结构,结构电路为R1+R2+C2/R2+M3。通过外加电源破坏该转化膜,发现Zr转化膜在自然环境及Na Cl溶液中可进行自我修复。     

LY12铝合金钼酸盐转化膜研究

利用浸渍法在LY12铝合金表面获得了深黄色的钼酸盐耐蚀转化膜。结果表明，本处理工艺简单，成膜速率快，铝合金的耐蚀性大为提高，具有较好的抗点腐蚀性能。扫描电镜（SEM）分析表明，膜的微观形态由大小不一的球形颗粒构成。X射线光电子能谱（XPS）实验表明，转化膜表层中钼主要以MoO2形式存在，并含有少量的MoO3，在膜的内层钼以正4价形式存在。并讨论了钼酸盐转化膜的成膜机理及耐蚀机理。     

MB8镁合金植酸转化膜的制备及性能

通过单因素实验优化镁合金植酸转化工艺,发现在植酸体积浓度为10 mL/L,pH=2.5,温度50℃,成膜时间20 min条件下,可在MB8镁合金表面制备出均匀一致的植酸转化膜.该膜层微观形貌与铬酸盐转化膜类似,表面呈现出均匀分布的网状微裂纹,类似于"龟裂的土地",膜层主要成分为Mg,O,P,Mn和C;动电位极化曲线测试...     

5182铝合金表面锆化膜的制备及其性能研究

目的提高5182铝合金的耐蚀性能及与有机漆膜的结合力。方法采用氟锆酸试剂与5182铝合金反应制备锆化膜,探究锆化液pH值、浸泡时间对锆化膜耐蚀性能的影响,并优化制膜工艺。采用SEM、EDS能谱仪及超薄切片仪分析锆化膜的微观结构和成分,结合SKPFM分析合金中第二相颗粒的电位对锆化膜形成机理的影响,采用EIS对锆化膜的耐蚀性能进行评价分析,采用涂层附着力自动划痕仪评价锆化涂层对巴斯夫有机漆膜结合力的影响。结果制备锆化膜的最佳工艺为:pH=4.5,浸泡时间2.5 min。在5182铝合金表面制备了一层50～100 nm厚的锆化膜,且该锆化膜优先在阴极性的第二相颗粒上形成。EIS分析表明,在Na_2B_4O_7×10H_2O和NaOH水溶液中,锆化处理试样的低频阻抗值比未锆化处理试样高80?。划痕测试表明,锆化处理试样与未锆化处理试样相比,其临界载荷提高了75%。结论经过锆化最佳工艺处理后,5182铝合金的耐蚀性能提高,且锆化涂层作为中间层,能显著提高有机漆膜与合金基体的结合强度。     

钛合金表面氟化物-磷酸盐转化膜的制备及性能研究

目的研究一种钛合金化学转化工艺,增强钛合金表面防护能力及其与涂层的结合能力。方法通过单因素实验确定TC1钛合金氟化物-磷酸盐转化工艺,采用SEM,EDS,XRD分析膜层的微观形貌及成分,同时测试转化膜的有关性能。结果在Na3PO440 g/L,Na F 15 g/L,酸度调节剂A 25 m L/L,p H控制在4.4~4.6之间,温度30℃条件下,可在TC1钛合金表面获得均匀一致的灰色转化膜。转化膜由许多细小的球状晶粒组成,主要相成分为Na3Ti OF5及Na2Ti F6。转化膜的摩擦系数仅为0.3~0.5,明显低于TC1基体。转化膜与TB06-9底漆的干性附着力为0级,浸泡48 h后的湿态附着力仍可达1级,远远好于TC1基体。结论氟化物-磷酸盐转化膜可以降低TC1钛合金的摩擦系数,提高其与有机涂层的附着力。     

Preparation and Corrosion resistance of Cerium-based Chemical Conversion Coating on AZ91 Magnesium alloy

采用Ce(NO3)3为主盐的稀土盐处理溶液,在AZ91镁合金表面形成无毒,无污染的铈盐化学转化膜,并研究成膜规律及其耐蚀行为。利用对膜层的外加扰动小,更易得到重复性高结果的电化学阻抗谱技术评价膜层耐蚀性能。初步优化了处理时间、温度、Ce(NO3)3液浓度和促进剂等因素对膜层结构和膜层耐蚀性能的影响,并获得了最好的成膜条件：温度35℃,时间为30min,处理液主盐Ce(NO3)3的浓度为0.02mol/l和4ml/l成膜促进剂。结果表明：优化后的工艺能够在AZ91镁合金表面获得宏观黄色致密,微观具有微小裂纹并分层的膜层,内层膜Ce含量较外层的低但致密。工艺优化制备的稀土化学转化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,有效抑制阴阳极反应,自腐蚀电位提高240mV,自腐蚀电流密度降低达到2个数量级。     

YL12铝合金的过烧组织及其力学性能

对YL12铝合金不同过烧情况下的组织进行了观察，指出其过烧时的特征组织是复熔球、晶界析出相、过烧三角区，过烧程度不同其特征组织不同。在发生轻微过烧时其性能未发生较大变化，过烧严重时，力学性能迅速下降。     

热浸镀锌层偏钒酸盐转化膜成膜工艺的研究

为了获得可提高热浸镀锌层耐蚀性能、对环境污染小的转化膜工艺,采用无毒偏钒酸盐对热浸镀锌层进行钝化,研究了转化液组成、pH值、钝化处理温度及时间对钝化成膜及膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺:NaVO35 g/L,pH值为1.3,处理温度为室温(25～30℃),处理时间10～30 min。通过中性盐雾(NSS)试验、附着力测试和电化学极化测试考察膜层的性能,结果表明,采用该工艺可获得耐蚀性明显高于纯锌层的优良转化膜,且其附着力好,结合牢固。     

热浸镀锌层表面钛盐转化处理的研究

研究一种热浸镀锌层钛盐化学转化处理技术,分析了钛盐溶液各成分及工艺参数对热镀锌层表面转化膜形成及耐蚀性能的影响,对钛盐转化膜层的表面形貌和元素组成进行了表征,分析了钛盐转化液的稳定性。结果表明:采用含TiOSO40.9g/L,C2H2O42.5g/L,磷化合物3.0g/L的转化液,在pH=1.3,温度25℃的条件下处理热浸锌试片5min,获得的试片防腐性能良好,盐雾实验时间达160h;用C2H2O4替代H2O2,可大大提高钝化液的稳定性。     

AZ91D 镁合金 Mo-Mn 无铬转化膜的制备与耐蚀性

目的通过Mo-Mn无铬转化膜提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。方法采用正交实验法,研究不同浓度的NaMoO4和KMnO4以及温度对转化膜的影响。优选实验参数后,考察时间对转化膜的影响。利用SEM及EDS研究转化膜的微观形貌及成分变化,测试转化膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱。结果当NaMoO4和KMnO4的质量浓度分别为10,6 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色较为均匀,微观裂纹相对较少,自腐蚀电位比镁基体大约提高0.075 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低近1个数量级。当Na Mo O4和KMnO4的质量浓度分别为20,8 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色最为均匀,微观裂纹相对最少,自腐蚀电位比镁基体提高大约0.047 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低2个数量级。交流阻抗谱图显示,后一种转化膜试样的极化电阻为1450.2Ω,而镁基体的极化电阻为806.4Ω。结论 Mo-Mn无铬转化膜可以显著提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。