發(fā)布時(shí)間：2016-07-04 01:01

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

瀵；黟卷第１２期；【輕金屬表面精飾】；０烈燃；鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝研究；呂勇武，熊金平，沈磊，崔苑苑，左禹；（北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京１０００２；Ｖｒ０１．２６Ｎｏ．１２；摘要：選用錳酸鹽、鈦鹽作為成膜主鹽，采用正交試驗(yàn)；ｐＨ為２．０，溫度為８０ｏＣ，轉(zhuǎn)化時(shí)間１２０Ｓ；色為金黃色，電化學(xué)極化曲線測(cè)試表明該轉(zhuǎn)化膜具有優(yōu)；蝕｝生，鈍化區(qū)間電位

瀵；黟卷第１２期

【輕金屬表面精飾】

０烈燃

鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝研究

呂勇武，熊金平，沈磊，崔苑苑，左禹

（北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京１０００２９）

Ｖｒ０１．２６Ｎｏ．１２

摘要：選用錳酸鹽、鈦鹽作為成膜主鹽，采用正交試驗(yàn)得到ＬＹｌ２鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的處理工藝：５ｇｍ錳酸鹽，１ｇｍ鈦鹽，

ｐＨ為２．０，溫度為８０ｏＣ，轉(zhuǎn)化時(shí)間１２０Ｓ。所制備轉(zhuǎn)化膜的顏

色為金黃色，電化學(xué)極化曲線測(cè)試表明該轉(zhuǎn)化膜具有優(yōu)良的耐

蝕｝生，鈍化區(qū)間電位達(dá)到６００ｍＶ，維鈍電流密度僅為５．２

ＷＶｃｍ２。

采用掃描電鏡觀察轉(zhuǎn)化膜呈針葉狀結(jié)構(gòu)。ＥＤＳ分析表明轉(zhuǎn)化膜主要由氧、鋁、錳、銅、鎂等元素組成，在轉(zhuǎn)化膜的局部區(qū)域

存在少量的鈦元素。

關(guān)鍵詞：鋁合金；化學(xué)轉(zhuǎn)化膜；無鉻；正交試驗(yàn)；耐蝕性；鈍

化區(qū)間；維鈍電流密度中圖分類號(hào)：ＴＧｌ７８

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ

文章編號(hào)：１００４—２２７Ｘ（２００７）１２—００２５—０４

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｈｒｏｍｅ－ｆｒｅｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｍｏｎａｌｕｍｉｎｕｍａＨｏｙｓ／／ＬＵＹｏｎｇ—ｗｕ，ＸＩＯＮＧＪｉｎ－ｐｉｎｇ，

ＳＨＥＮＬｅｉ．ＣＵＩＹｕａｎ—ｙｕａｎ．ＺＵＯＹｕ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌ

ｐｒｏｃｅｓｓ

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ

ｏｆｃｈｅｍｉｃａｌ

ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒＬＹｌ２ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｗａｓｏｂｒａｉｎｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｗｉｔｈｍａｎｇａｎａｔｅａｎｄｔｉｔａｎｉｕｍｓａｌｔ

ａｓ

ｔｈｅｍａｉｎｓａｌｔｏｆｆｉｌｍｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ

ａｒｅａｓ

ｆｏｌｌｏｗｓ：５ｇ／Ｌ

ｍａｎｇａｎａｔｅ，ｌｇ／Ｌｔｉｔａｎｉｕｍｓａｌｔ，ｐＨ２．０，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ８０ｏＣ，ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｉｍｅｏｆ１２０Ｓ．ＴｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉＳｙｅｌｌｏｗａｎｄｈａｓｇｏｏｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｉｔｈ

ａｎ

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｔｈｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｏｆ６００ｍＶａｎｄ

ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ、ｐａｓｓｉｖｉｔｙ

ｃｕｒｒｅｎｔ

ｄｅｎｓｉｔｙ

ｏｆ５．２

ｒｔＡ／ｃｍ２．Ｔｈｅ

ｍｉｃｒｏ．．ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍｗａｓｓｈｏｗｅｄｔｏｂｅ

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ｅｌｅｍｅｎｔｓ．ａｎｄｔｈｅｒｅｉｓ

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ｑｕａｎｔｉｔｙ

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ａｒｅａ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ；ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍ；

ｃｈｒｏｍｅ。ｆｒｅｅ；

ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ

ｔｅｓｔ；

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ

ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；

ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｒｅｇｍｎ；ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｐａｓｓｉｖｉｔｙｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙＦｉｒｓｔ—ａｕｔｈｏｒ’Ｓａｄｄｒｅｓｓ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９．Ｃｈｉｎａ

收稿日期：２００７４）５－２３修回日期：２００７－０７－２０

基金項(xiàng)目：北京化工大學(xué)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（ＳＲＴＰ０２１９）。

作者簡(jiǎn)介：呂勇武（１９８５一），男，福建漳平人，北京化工大學(xué)材料科

學(xué)與工程專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生。

作者聯(lián)系方式：熊金平，（Ｅｍａｉｌ）ｘｉｏｎｇｉｐ＠ｍａｉｌ．ｂｕｃｔ．ｅｄｕ．ｃａ。

萬方數(shù)據(jù)

１前言

鋁合金表面采用的處理工藝主要有陽極氧化和化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法【ｌ】�；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理以其投入少、易操作等

優(yōu)點(diǎn)倍受關(guān)注。鉻酸鹽處理使用了對(duì)人體有致癌作用的六價(jià)鉻離子，而且若經(jīng)鉻酸鹽處理的廢液處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染【２習(xí)】。

隨著國(guó)內(nèi)外法律法規(guī)對(duì)六價(jià)鉻使用的限制和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，開發(fā)無鉻轉(zhuǎn)化處理的綠色工

藝取得了較大進(jìn)展【４】。目前鋁合金無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化有鈦鋯

體系、鈦酸鹽體系、錳酸鹽體系、鉬酸鹽體系、稀土體系、鋰鹽體系、鈷鹽體系、丹寧酸鹽體系等降５１。鈦

鋯與氟的絡(luò)合物體系是當(dāng)前無鉻轉(zhuǎn)化技術(shù)的主體［６】。鈦酸鹽基轉(zhuǎn)化膜的腐蝕保護(hù)機(jī)理需要做進(jìn)一步的研究【３】。

高錳酸鉀對(duì)鋁合金不但不具有緩蝕作用，相反還會(huì)加速鋁合金的腐蝕，但在處理工藝較復(fù)雜的情況下可形成良好的轉(zhuǎn)化膜【７］。鉬酸鹽具有低毒性，其轉(zhuǎn)化膜有一

定的耐蝕性，，但成膜機(jī)理及膜的耐蝕性機(jī)理有待進(jìn)一步研究憚Ｊ。稀土轉(zhuǎn)化處理的主要缺點(diǎn)是處理時(shí)間較長(zhǎng)，能耗大＂】。鋰鹽轉(zhuǎn)化處理的一個(gè)缺點(diǎn)是同一種處理液對(duì)

不同鋁合金的處理效果是不同的，并且鋁合金的熱處

理狀態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)化膜性能影響較大¨Ｊ，鋰鹽的成膜機(jī)理研

究有所進(jìn)展【９】。鈷鹽轉(zhuǎn)化膜技術(shù)也取得了積極的進(jìn)

展【１０。１１１。丹寧酸鹽轉(zhuǎn)化膜無毒，主要用于飲食行業(yè)鋁材的表面處理［７１。鋁合金基體上形成含錳等兩種以上重

金屬元素化合物的無機(jī)復(fù)合轉(zhuǎn)化膜，這是化學(xué)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性得以進(jìn)一步提高的關(guān)鍵峰Ｊ。本文用錳酸鹽、鈦鹽作為成膜主鹽，用五因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)ＬＹｌ２化學(xué)

轉(zhuǎn)化膜工藝配方進(jìn)行優(yōu)化研究。用電化學(xué)技術(shù)研究轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。用目測(cè)法和ＳＥＭ觀察轉(zhuǎn)化膜的宏觀形貌和微觀結(jié)構(gòu)。采用ＥＤＳ—Ｘ射線散射能譜儀進(jìn)行膜的成分分析。

Ｉｊ巴基圓圈翟邕基—【

２試驗(yàn)方法

２．１試劑和儀器

塑全全查里壟竺些主簍些墾三蘭翌壟．—●＿＿＿霉蠶瞄疊霍豳－

分別代表每個(gè)因素在１水平、２水平和３水平下實(shí)驗(yàn)的平均值，Ｒ為極差。

由表３可看出，錳酸鹽濃度及轉(zhuǎn)化液的ｐＨ對(duì)鋁合

所用藥品均為分析純?cè)噭�。所用儀器包括：ＳＫ４７００型掃描電鏡（日本日立公司生產(chǎn)），ＧＥＮＥＳＩＳ６０型Ｘ射線能譜儀（美國(guó)ＡＭＥＴＥＫ公司生產(chǎn)）。２．２化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝與流程

ＬＹｌ２鉛合金試樣一６００≠｝水砂紙打磨一１０００≠｝水砂

金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電位有顯著的影響；而溫度、轉(zhuǎn)

化時(shí)間、鈦鹽的質(zhì)量濃度對(duì)自腐蝕電位影響不明顯。五因素對(duì)鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電位的影響由大到小的順序依次為：錳酸鹽的質(zhì)量濃度＞ｐＨ＞溫度＞轉(zhuǎn)化時(shí)間＞鈦鹽的質(zhì)量濃度。

表２正交試驗(yàn)結(jié)果

Ｔａｂｌｅ２

Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ

紙打磨一水洗一堿性化學(xué)除油一去離子水洗一堿蝕一

去離子水洗一酸性出光一去離子水洗一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理一沸水封閉一吹干一備用。２．３電化學(xué)性能測(cè)試

采用華中科技大學(xué)ＣｏｒｒＴｅｓｔ電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)處理前后的鋁合金試樣進(jìn)行極化曲線測(cè)試，采用ＨＹ９１４膠進(jìn)行封閉試樣，留出的工作面積為６

１ＴＩＩＴＩ

ｘ

零Ａ

１

４２

５

Ｂ０．６

Ｃ１．５

Ｄ６０

Ｅ膜Ｍ觀形貌掣（品）

１２０成膜不均勻，

淺黃色

一１．００

１２．６

０．８１．５７０

１８０顏色淺，有黃色＿ｏ．５７

斑點(diǎn)

２４０金黃色，局部＿ｏ．９９

掛灰

２４Ｏ１２０ｌ８Ｏ１８０２４Ｏ

７．２０

６ｒａｉｎ，

３

６

１．０

１．５

８０

輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極（ＳＣＥ），測(cè)試溶液為３．５％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）ＮａＣｌ溶液，動(dòng)電位掃描速

度為２ｍＶ／ｓ。試樣測(cè)量前在溶液中穩(wěn)定５ｍｉｎ，測(cè)試后

０．６１４

０８１０Ｏ６０６Ｏ８

２Ｏ２０２Ｏ２５２５２５

金黃色，不均勻一１．１２金黃色，均勻＿ｏ．５６金黃色，掛灰如．９６淺金黃色，有銹一１．２０金黃色，不均勻一１．２ｌ顏色淺，附著性一１．２２

不好

金黃色，有銹如．６７金黃色，掛灰一０．６２不均勻，有黃色一１．０７

斑點(diǎn)淺黃色，均勻一１．１８

５．３０

０．０６６０．３８５

４．９５３．５１１０．４

利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件擬合，求出自腐蝕電位Ｅ。時(shí)及腐蝕電流密度厶。。。２．４正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

在試驗(yàn)中選取錳酸鹽和鈦鹽含量、溶液ｐＨ、溫度（ｐ）和轉(zhuǎn)化時(shí)間（ｆ）５個(gè)參數(shù)作試驗(yàn)因素，每個(gè)因素選取３個(gè)水平，構(gòu)成五因素三水平正交試驗(yàn)（見表１），來優(yōu)化轉(zhuǎn)化處理的配方與工藝。

表１正交試驗(yàn)因素水平表

ＴａｂｌｅＩ

Ｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ

１３１４１５１６１７１８１０ｌｌ１２

４５６

１０

加舳∞舳∞加

１２０

１．００．６

１．５１．５１．５

７０８０６０

１８０２４０１２０

０．０４４１４．５７２．４４

０．８

１Ｏ２Ｏ２Ｏ２０２５２５２５

２ｌｌ１１

２．５７

Ｏ６ＯＯ１

金黃色，有銹卻．７７

淡黃色，不均勻一１．１１

０．１１７

３．２００．６８

８８Ｏ

金黃色，掛灰如．９５

淡黃色，均勻’０．９４

０．３０５

３５．８

Ｏ

６

∞加舳∞∞∞

２

∞加舳加舳柏不均勻，附著性～１．０１

不好

表３工藝參數(shù)對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電位的影響

Ｔａｂｌｅ３

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

ｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｏｎ

ｃｈｅｍｉｃａｌ

ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ腳ｍ’Ｓ

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ

２．５化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的形貌和成分分析

用目測(cè)法觀察試樣表明宏觀形貌，用￥４７００型掃描電子顯微鏡觀察轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌和進(jìn)行膜的成分分析。

３結(jié)果與討論

３．１正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與極差分析見表２。采用極差分析法對(duì)表２結(jié)果進(jìn)行分析，得到了所研究的四因素對(duì)鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電位和自腐蝕電流密度的影響程

度，其結(jié)果分別示于表３和表４中。其中幻、ｋ２、恕

表４工藝參數(shù)對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電流密度的影響

Ｔａｂｌｅ４

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｏｎ

ｃｈｅｍｉｃａｌ

ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ｍｍ’Ｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ

萬方數(shù)據(jù)

＿置翟圈ｉ冒冒置｜［

竺全全查墨壟竺些蘭堡些墾三堇翌壟

．——●ｌ旮ｌ基豳藿幽

由表４可看出，各工藝參數(shù)對(duì)鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜自腐蝕電流密度都有顯著的影響。影響由大到小的順序依次為：溫度＞鈦鹽的濃度＞ｐＨ＞錳酸鹽的質(zhì)量濃度＞轉(zhuǎn)化時(shí)間。

３．２成膜的影響因素及最佳工藝的確定

３．２．１

錳酸鹽

錳酸鹽是參與成膜的基本成分，為轉(zhuǎn)化液中的氧化劑，其含量對(duì)轉(zhuǎn)化膜的形成速度和外觀質(zhì)量都有著重要影響。表２～表４所示結(jié)果表明：隨著錳酸鹽質(zhì)量濃度的增大，轉(zhuǎn)化膜的白腐蝕電位先增大再減小，白腐蝕電流密度先減小再變大，當(dāng)錳酸鹽質(zhì)量濃度達(dá)

到５ｇ／Ｌ時(shí)，其自腐蝕電位達(dá)到最大，而自腐蝕電流密

度達(dá)到最小。原因是錳酸鹽含量過低時(shí)成膜速度較慢，膜薄不完整，顏色偏淺，耐蝕性能下降；含量過高時(shí)反應(yīng)速度太快，膜層粗糙，疏松不致密，易掛灰，色澤偏深，結(jié)合力差。因此，錳酸鹽含量以５ｇ／Ｌ為宜。

３．２．２

鈦鹽

鈦鹽是形成轉(zhuǎn)化膜的促進(jìn)劑，在酸性的錳酸鹽溶液中呈現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，起到加速陰極去極化的作用，從而加快成膜速度，降低反應(yīng)溫度，縮短成膜時(shí)間。此外，鈦鹽還參與成膜反應(yīng)，使生成的轉(zhuǎn)化膜更加致密，提高了轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性。由表２～表４可看出，隨著鈦鹽濃度的增大，轉(zhuǎn)化膜的自腐蝕電位變化不明顯，先增大再減小，自腐蝕電流密度逐漸減小，當(dāng)鈦鹽濃度達(dá)到１ｇ／Ｌ時(shí)，其自腐蝕電位達(dá)到最大，而自腐蝕電流密度達(dá)到最小。原因是鈦鹽含量過低起不到成膜促進(jìn)劑的作用，成膜速度慢，膜較薄，不均勻，顏色淺；鈦鹽含量過高自身水解，影響成膜，膜的耐蝕性能降低。鈦鹽的最佳含量為１ｇ／Ｌ。

３．２．３

ｐＨ

轉(zhuǎn)化膜的形成和質(zhì)量明顯依賴于轉(zhuǎn)化液的ｐＨ（見表２～表４）。隨著轉(zhuǎn)化液ｐＨ的增大，轉(zhuǎn)化膜的自腐蝕電位逐漸降低，而自腐蝕電流密度先減小再增大，當(dāng)ｐＨ為１．５時(shí)其自腐蝕電位達(dá)到最大，而當(dāng)ｐＨ為２．０時(shí)自腐蝕電流密度達(dá)到最小。原因是轉(zhuǎn)化液的ｐＨ較低，基體的溶解速度增加，成膜反應(yīng)加快，膜層粗糙，疏松；轉(zhuǎn)化液的ｐＨ較高，基體的溶解速度降低，成膜反應(yīng)減慢，膜層較薄，耐蝕性差。因此，轉(zhuǎn)化液的ｐＨ應(yīng)嚴(yán)格控制在１．５～２．０范圍內(nèi)，可采用硝酸調(diào)ｐＨ。

３．２．４

處理溫度

表２～表４所示結(jié)果表明溫度對(duì)轉(zhuǎn)化膜的性能有較大的影響。即隨著溫度的升高，轉(zhuǎn)化膜的自腐蝕電

萬方數(shù)據(jù)

位逐漸增大，自腐蝕電流密度先增大再減小，當(dāng)溫度為７０～８０ｏＣ時(shí)自腐蝕電位達(dá)到最大，當(dāng)溫度為８０

ｏＣ

時(shí)自腐蝕電流密度達(dá)到最小。原因是溫度過低，反應(yīng)

速度太慢，膜層較薄，顏色淺，甚至不能成膜，耐蝕

性差；溫度過高，成膜速度太快，膜粗糙，疏松，易掛灰，耐蝕性差。因此，最佳轉(zhuǎn)化液溫度為８０

ｏＣ。

３．２．５

轉(zhuǎn)化時(shí)間

從表２～表４知，發(fā)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)化時(shí)間的延長(zhǎng)，轉(zhuǎn)

化膜的白腐蝕電位先增大而后逐漸減小，而自腐蝕電流密度先減小再增大，當(dāng)轉(zhuǎn)化時(shí)間為２～３ｍｉｎ時(shí)自腐蝕電位達(dá)到最大，當(dāng)轉(zhuǎn)化時(shí)間為３ｒｎｉｎ時(shí)自腐蝕電流密度達(dá)到最小。原因是處理時(shí)間過短，膜層生長(zhǎng)不完整，膜層較薄，耐蝕性下降；而轉(zhuǎn)化時(shí)間過長(zhǎng)，膜層粗糙

多孔，容易粉化，附著力差，耐蝕性下降。轉(zhuǎn)化時(shí)間與轉(zhuǎn)化液中各成分的濃度、溫度、ｐＨ等密切相關(guān)，取

２～３ｍｉｎ合適。

３．２．６

最佳工藝的確定

通過以上成膜影響因素的討論及表２～表４所示結(jié)果，確定化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的最佳配方與工藝條件為：５

ｇ／Ｌ

錳酸鹽，１ｇ／Ｌ鈦鹽，ｐＨ為２．０，溫度為８０ｏＣ，轉(zhuǎn)化

時(shí)間１２０

Ｓ。

３．３轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性

圖１所示為表２中試驗(yàn)號(hào)為５處理后的化學(xué)轉(zhuǎn)化

膜和沒有處理的空白試樣在３．５％的ＮａＣｌ溶液中極化

曲線測(cè)試結(jié)果。從圖１可以看出，空白試樣在３．５％的

ＮａＣｌ溶液中發(fā)生陽極活性溶解而腐蝕。而化學(xué)轉(zhuǎn)化后的試樣明顯呈現(xiàn)出陽極鈍化行為，其鈍化區(qū)間高達(dá)到

６００

ｍＶ左右，維鈍電流密度很小，僅為５．２ｖ．Ａ／ｃｍ２，

同時(shí)轉(zhuǎn)化膜的自腐蝕電位要比空白樣的自腐蝕電位低

０．２

Ｖ左右，這表明轉(zhuǎn)化膜試樣更容易從活化區(qū)進(jìn)入鈍化

區(qū)間，并維持鈍性。因此該轉(zhuǎn)化膜具有良好的鈍化性能。

圖１化學(xué)轉(zhuǎn)化膜與空白樣的極化曲線比較

Ｆｉｇｕｒｅ１

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ

ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ

３．４轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌與結(jié)構(gòu)

經(jīng)轉(zhuǎn)化液處理后的鋁基體表面為金黃色，其表面

處理前后的ＳＥＭ形貌見圖２。從圖２可發(fā)現(xiàn)，鋁合金

基體表面不致密，為坑洼狀。鋁合金經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理

后，在ＳＥＭ下可清楚看到此金黃色膜具有排列非常整齊均勻的針葉狀結(jié)構(gòu)，并且沒有發(fā)現(xiàn)與鋁合金上的氧化膜或其它轉(zhuǎn)化膜相似的微觀裂紋。

（ａ）化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

（ａ）基體（ｂ）化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后

ＡＩａｈｏｙ

０００

２００

４００

圖２鋁合金表面膜ＳＥＭ圖

Ｆｉｇｕｒｅ２．ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍ

ｏｎ

３．５

化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的成分分析

ＳＥＭ和ＥＤＳ分析表明，雖然當(dāng)分析化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的

Ｆｉｇｕｒｅ３

６呻ｓＩ，【｝Ｅ／ｋｅＶ

１０呻１２０００００２∞４∞６００８００１０．００ｌｚ‘＾ｌ

Ｅ，ｋｅＶ

（ｂ）１區(qū)域能譜圖（Ｃ）２區(qū)域能譜圖

圖３化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的ＥＤＳ分析區(qū)域與能譜圖

ＥＤＳ

平均成分時(shí)很難觀察到Ｔｉ元素，并且轉(zhuǎn)化膜主要由氧、鋁、錳、銅、鎂等元素組成（見圖２ｂ、圖３ａ的區(qū)域ｌ和圖３ｂ）；但是在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的局部位置（圖中發(fā)白云朵狀部分，如圖３ａ的區(qū)域２）發(fā)現(xiàn)鈦的富集，主要有氧、鋁、錳、銅、鎂、硅、鈦等（見圖２ｂ、圖３ａ的區(qū)域２和圖３ｃ）。根據(jù)試驗(yàn)條件和鋁合金材料的成分，可以推測(cè)轉(zhuǎn)化膜中的元素鋁、鎂、銅、硅為基材所含元素，錳來自于成膜氧化劑錳酸鹽，氧元素是來自于轉(zhuǎn)化膜中的氧化物和轉(zhuǎn)化膜表面吸附的氧元素，少量的鈦是成膜促進(jìn)劑鈦鹽帶來的。

吼嘲

ｍ

ｄｉａｇｒａｍｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｌｍ

參考文獻(xiàn)：

【ｌ】【２］

吳純素．化學(xué)轉(zhuǎn)化膜［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，１９８８：４０—６０，１ＦＥＤ剛ＺＺＩ

Ｌ，ＤＥＦＬＯＲＩＡＮＦ，ＢＯＮＯＲＡ

ＰＬ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ

１８—１１９．

ｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆ

Ａｃｔａ，

ｆｌｕｏｔｉｔａｎａｔｅｐｒｅｔｒｅａｔｅｄａｎｄｐａｉｎｔｅｄ

ａｌｕｍｉｎｉｕｍ

ｓｈｅｅｔｓ【ＪＪ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ

１９９７，４２（６）：９６９—９７８．

郭瑞光，楊杰，康娟．鋁合金表面鈦酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜研究［Ｊ】電鍍與涂飾，２００６，２５（１）：４６－４８．

于元春，李寧，胡會(huì)利，等．無鉻鈍化與三價(jià)鉻鈍化的研究進(jìn)展【Ｊ】．表面技術(shù)，２００５，３４（５）：６－９．

付蓉．金屬鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的替代技術(shù)【Ｊ】．汽車工藝與材料，２００４（７）：７１—７３．

朱祖芳．鋁合金陽極氧化與表面處理技術(shù)［Ｍ】．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，

２００４：９０．

４結(jié)論

（１）采用五因素三水平正交試驗(yàn)優(yōu)化得出鋁合金表面處理工藝與配方為：５ｇ／Ｌ錳酸鹽，１ｇ／Ｌ鈦鹽，ｐＨ

為２．０，溫度為８０ｏＣ，轉(zhuǎn)化時(shí)間１２０

Ｓ。

王成，江峰，林海潮．Ａｌ合金表面鉻酸鹽處理及替代工藝研究進(jìn)展［Ｊ］腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，２００１，１３（６）：３４７—３５０．

王成，江峰，林海潮，等．鋁合金鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜研究［Ｊ】電鍍與精飾，２００１，２３（３）：８－１０．

Ｃ．Ｍ，ＴＲＡＶＡＳＳＯＳＭ

吲嗍

ＲＡＮＧＥＬＡ．Ｌｉ－ｂａｓｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ｃｏａｔｉｎｇｓ

ｏｎ

（２）電化學(xué)測(cè)試表明經(jīng)該最佳配方得到的轉(zhuǎn)化膜具有優(yōu)良的耐蝕性能，鈍化區(qū)間達(dá)到６００ｍＶ左右，維

呻

Ⅲ

ａｌｕｍｉｎｉｕｍ：ａｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ

ＳｕｒｆＣｏａｔ

ｓｔｕｄｙｏｆｃｏａｔｉｎｇ

ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄ

ｇｒｏｗｔｈ［Ｊ］

Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００６，２００（２０／２１）：５８２３．５８２８．

謝偉杰，李荻，郭寶蘭．鋁合金無鉻轉(zhuǎn)化膜研究［Ｊ】新技術(shù)新工藝，１９９８（１）：３６—３７．

ＨＵＧＨＥＳ

Ａ

鈍電流密度很小，僅為５．２叫ｃｍ２。

（３）轉(zhuǎn)化膜具有均勻的金黃色外觀和分布均勻的微觀針葉狀結(jié)構(gòu)。

（４）轉(zhuǎn)化膜主要由氧、鋁、錳、銅、鎂等元素組

Ｅ，ＧＯＲＭＡＮＪ．ＨＡＲＶＥＹ

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Ｇ．ｅｔ

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ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａＴ３

ｃｏｂａｌｔ—ｂａｓｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｏａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ

ＡＡ２０２４．

ａｎｄＡＡ７０７５一Ｔ６［Ｊ】．ＳｕｒｆＩｎｔｅｒｆａｃｅＡｎａｌ，２００４，３６（１３）：１５８５—１５９１．

［編輯：彭元芳］

成，少量的鈦元素存在于轉(zhuǎn)化膜的局部區(qū)域。

《電鍍與涂飾》全文數(shù)據(jù)光盤推介

本刊將自１９８２年倉ｔＪＴＵ至今所有過刊全文內(nèi)容制成數(shù)據(jù)光盤，便于檢索和保存。現(xiàn)誠(chéng)意向廣大讀者推介。聯(lián)系人：吳海玲

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