论文部分内容阅读
铝合金是一种十分常见的金属材料,在能源、汽车、建筑上拥有种种优势。由于铝合金的表面能够形成一层疏松多孔的自然氧化层,因此在没有保护的情况下可以在大气中长期使用。但这层自然氧化层的防腐蚀能力并不强,在特殊条件下并不能对铝合金进行有效保护。而含铬转化膜工艺因其毒性,已不适合广泛使用。为了使转化膜符合“绿色”理念,铝合金的无铬转化膜工艺研究显得尤为重要。本文对8079铝合金铈-锰转化膜工艺以及对应的前处理方法进行了研究。通过正交试验、重铬酸钾点滴实验、电化学测试、金相显微镜、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、接触角测试、盐雾试验以及附着力测试深入研究了成膜的机理,并对膜层的各种性能进行了测试。研究中主要得到的结论如下:1、采用金相显微镜、电化学方法、SEM以及盐雾试验对6种具有代表性的前处理方法进行了筛选,并对机理进行了分析。研究发现,在碱蚀液中加入NaF能有效暴露8079铝合金基体上的阴极点,有利于铈-锰成膜质量的提高。最终筛选出一种适合8079铝合金铈-锰转化膜的前处理工艺。具体工艺为:碱蚀(50g/LNaOH+6g/LNaF),处理温度50℃,处理7min→酸出光(200g/LHN03),处理温度35℃,处理90s;2、采用正交试验手段对铈-锰转化液组分进行优化,并对组分、pH值、处理温度、处理时间进行单因素试验,并对产生的影响进行分析。最终确定了适合8079铝合金的铈-锰转化膜配方;3、对铈-锰转化成膜的机理进行分析,结果表明前处理后的试片表面存在许多表面状态不同的微小区域,这些不同的微小区域促使发生微小原电池反应,使得生成的金属氧化物/氢氧化物沉积在铝合金表面。氟化钠在成膜过程中起到促进作用。随着反应的进行,膜层逐渐覆盖铝合金表面。当膜层完全覆盖铝合金表面时,成膜反应停止。对膜层各项性能进行测试,结果显示铈-锰转化膜具有一定的耐蚀能力,其腐蚀电流密度由空白试片的1.29E-3 mA/cm2降低到7.78E-5 mA/cm2。接触角大幅提高到138°,疏水性增强。对铈-锰转化膜进行底漆涂覆并进行附着力测试,结果表明经转化成膜后底漆附着力明显提高。