鋁合金三價鉻復(fù)合轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111306087廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)鋁合金三價鉻復(fù)合轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究劉超校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱：彭進(jìn)平副教授校外導(dǎo)師姓名、職稱：學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：謝金平化學(xué)工程學(xué)生所屬學(xué)院：輕工化工學(xué)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(yīng)用面最廣的材料。但由于鋁的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較負(fù)，其合金在使用

2、的過程中易形成原電池而導(dǎo)致基體腐蝕。因此，鋁合金在使用前往往需要經(jīng)過相應(yīng)的表面處理以滿足其對環(huán)境的適應(yīng)性，減少腐蝕并延長其使用壽命。鋁合金的表面處理技術(shù)中，化學(xué)轉(zhuǎn)化法以其較高的性價比而廣泛被應(yīng)用。傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化技術(shù)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(fù)能力，在化學(xué)轉(zhuǎn)化法中應(yīng)用最為廣泛，但由于處理液和膜層中均含有的Cr6具有強(qiáng)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(shù)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(fù)合轉(zhuǎn)化膜。通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)的方法對制各工藝中鈍化液各組分及操作條件進(jìn)行了最優(yōu)化選擇。在最優(yōu)條件下制備出鋁合金復(fù)合轉(zhuǎn)化膜，采用SEM、EDS、XPS對轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌、結(jié)構(gòu)

4、及成分進(jìn)行分析，并對轉(zhuǎn)化膜的成膜機(jī)理進(jìn)行探討；利用中性鹽霧試驗(yàn)及電化學(xué)性能測試對轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行耐蝕性能研究；采用靜態(tài)浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)計算轉(zhuǎn)化膜的腐蝕速率，并以極化曲線及電化學(xué)阻抗譜研究轉(zhuǎn)化膜在不同腐蝕時期的電化學(xué)行為。單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)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(lán)灰色，耐鹽霧性能達(dá)168h；電化學(xué)性能測試結(jié)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