鋁合金表面電刷鍍稀土轉(zhuǎn)化膜工藝及性能的研究.pdf

1、為了提高鋁合金的耐蝕性能，國內(nèi)外研究者開發(fā)了許多種鋁合金的表面處理技術(shù)。稀土轉(zhuǎn)化膜技術(shù)以其無毒無污染的特點(diǎn)，在取代鉻酸鹽處理工藝方面顯現(xiàn)出了良好的前景。但目前的工藝主要為化學(xué)浸泡或電沉積，其工藝處理時(shí)間較長、鈰鹽溶液不穩(wěn)定、溶液不易循環(huán)利用，很難應(yīng)用于鋁合金大面積防腐的現(xiàn)場施工。因此，本論文研究開發(fā)了新的在鋁合金表面制備稀土轉(zhuǎn)化膜及納米TiO2顆粒改性的稀土膜層的處理工藝。
　　 采用電刷鍍技術(shù)在鋁合金表面制備了鈰基稀土膜，獲得

2、的稀土膜層呈層狀結(jié)構(gòu)，與基體具有良好的附著力，其厚度均勻，約為3～4μm，其主要成分為Ce(OH)3。研究分析了鈰鹽濃度和刷鍍電壓對稀土膜在NaC1介質(zhì)溶液中耐蝕性能的影響，在鈰鹽濃度為20g/L和刷鍍電壓為7V時(shí)獲得的稀土膜層具有良好的耐蝕性能，稀土鈰膜試樣與鋁合金基體試樣相比，低頻阻抗值(0.01～0.1Hz)提高了近30倍，腐蝕電流密度也降低了一個數(shù)量級，經(jīng)過480小時(shí)的中性鹽霧試驗(yàn)，稀土膜的耐蝕性評級達(dá)到了8級。該電刷鍍稀土轉(zhuǎn)化

3、膜工藝采用的刷鍍?nèi)芤翰缓袕?qiáng)氧化劑，其刷鍍?nèi)芤嚎砷L時(shí)間保持穩(wěn)定且可以循環(huán)再利用，該工藝可以實(shí)現(xiàn)鋁合金表面大面積現(xiàn)場常溫刷鍍防腐施工，以提高鋁合金的耐蝕性。
　　 為了進(jìn)一步提高稀土膜的本身結(jié)合強(qiáng)度及耐蝕性能，通過添加納米TiO2顆粒改性稀土膜層。采用電刷鍍技術(shù)在鋁合金表面制備了稀土-納米TiO2復(fù)合膜層，在20g/L鈰鹽濃度、5V刷鍍電壓和4g/L納米TiO2條件下得到的稀土復(fù)合膜層均勻致密，與基體結(jié)合良好，膜層的厚度為3.2μ

4、m;復(fù)合膜層的晶粒尺寸較小，僅為2.6nm;膜層主要成分為Ce(OH)3，還有少量的Ce(OH)4、CeO2和TiO2(2％)。隨著納米TiO2濃度的增大，膜層中Ce3+的含量增大，其主要成分Ce(OH)3的含量逐漸增加，最高含量近90％。隨著鍍液中納米TiO2的濃度的增大(2～8g/L)，鍍層中的納米TiO2的復(fù)合量也增大(1.22～4.13wt％)。
　　 添加納米TiO2明顯提高了稀土膜本身的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)也大幅度提高了稀