鋁合金三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學校代號：11845學號：2111306087廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工程碩士)鋁合金三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究劉超校內(nèi)導師姓名、職稱：彭進平副教授校外導師姓名、職稱：學科(專業(yè))或領域名稱：謝金平化學工程學生所屬學院：輕工化工學院論文答辯日期摘要摘要鋁合金材料因其優(yōu)異的性能在社會各個領域得到廣泛應用，在工業(yè)中使用量僅次于鋼鐵，是有色金屬中使用量最大、應用面最廣的材料。但由于鋁的標準電極電位較負，其合金在使用

2、的過程中易形成原電池而導致基體腐蝕。因此，鋁合金在使用前往往需要經(jīng)過相應的表面處理以滿足其對環(huán)境的適應性，減少腐蝕并延長其使用壽命。鋁合金的表面處理技術中，化學轉(zhuǎn)化法以其較高的性價比而廣泛被應用。傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化技術工藝簡單、成本低廉，其形成的膜層耐蝕性能好，最重要的是生成的膜層具有自我修復能力，在化學轉(zhuǎn)化法中應用最為廣泛，但由于處理液和膜層中均含有的Cr6具有強致癌作用，且容易對環(huán)境造成二次污染，已被國內(nèi)外限制使用。因此，尋找一種可替

3、代傳統(tǒng)鉻酸鹽鈍化技術的表面處理方法迫在眉睫，研究和開發(fā)鋁合金的無鉻鈍化及三價鉻鈍化膜工藝，對提高商品競爭力具有重要意義。本文以Cr(N03)39I120、Na2M0042H20、Nail2P04“2H20為主要成膜物質(zhì)，采用浸泡法在5052鋁合金表面制備三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜。通過單因素試驗、正交試驗的方法對制各工藝中鈍化液各組分及操作條件進行了最優(yōu)化選擇。在最優(yōu)條件下制備出鋁合金復合轉(zhuǎn)化膜，采用SEM、EDS、XPS對轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌、結構

4、及成分進行分析，并對轉(zhuǎn)化膜的成膜機理進行探討；利用中性鹽霧試驗及電化學性能測試對轉(zhuǎn)化膜進行耐蝕性能研究；采用靜態(tài)浸泡腐蝕實驗計算轉(zhuǎn)化膜的腐蝕速率，并以極化曲線及電化學阻抗譜研究轉(zhuǎn)化膜在不同腐蝕時期的電化學行為。單因素試驗及正交試驗優(yōu)化后得到的最佳成膜工藝為：Cr(N03)391120的濃度為159／L，Na2M0042H20的濃度為109／L，NaH2P042H20的濃度為109／L，NH4HF2的濃度為0159／L，pH值為33，溫度

5、為45℃，成膜時間為15min。在此優(yōu)化條件下制備的鋁合金轉(zhuǎn)化膜外觀為藍灰色，耐鹽霧性能達168h；電化學性能測試結果顯示成膜鋁合金的腐蝕電位較基體正移了273mV，腐蝕電流大幅度減小，極化電阻明顯增大，轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能大為提高。在最優(yōu)條件下形成的轉(zhuǎn)化膜均勻、致密，主要有Cr、Mo、P、O、AI、Mg等元素組成，其中cr是以三價的形式存在，轉(zhuǎn)化膜主要有A1203，Cr203，Cr(OH)3，M003等物質(zhì)組成，表明制備的轉(zhuǎn)化膜為三價鉻轉(zhuǎn)化