淺析鋁材無鉻化成膜時候 對轉化膜機能 的影響

鋁合金材料是工業(yè)中使用量僅次于鋼鐵的金屬材料，在天然 情況 中輕易 產生 侵蝕 ，是以 有需要 對鋁合金進行防侵蝕 處置 。今朝 最經常使用 的鋁合金概況 防護方式 有陽極氧化和化學轉化膜，化學轉化膜中利用 最廣的是鉻酸鹽轉化法。因為 六價鉻有劇毒，是以 被許多 國度 限制使用。廣東堅美鋁型材廠(團體 )有限公司做為國際知名鋁型材企業(yè)，也積極投入到無鉻化的研究中，顛末 研究取得 一較成熟配方。文中采取 正交嘗試 和單因數嘗試 對配方進行了研究，但愿 能為我國的無鉻化事業(yè)進獻 一份氣力 [1-9]。

1 嘗試 材料及方式

試樣采取 軋制6063鋁合金，為便利 電化學丈量 , 將試樣的非工作面用環(huán)氧樹脂封裝, 只露出頭具名 積為1.0 cm2 的工作面。NaCl, HCl（質量分數為37%）, K2Cr2O7等均為市售闡發(fā) 純試劑。嘗試 用水為便宜 蒸餾水。

6063鋁合金試樣順次 經300#，600#，800#和1000＃水砂紙逐級打磨，然后再順次 進行堿蝕除油（100 g/L NaOH+ 40g/LNa3PO4 +15g/L Na2SiO3，60oC，超聲去油處置 2分鐘）、拋光（20%HNO3 +10%H3PO4 + 5%HF，浸泡1分鐘）和活化(10g/LNaOH溶液中浸漬30秒)等前處置 工藝, 每道工序間用蒸餾水清洗三次。

轉化處置 溶液以成膜劑，氧化劑和增進 劑組成的復合溶液，反映 溫度為室溫。進行L16 (45)的16組正交實驗 ，5身分 別離 為成膜劑、氧化劑、增進 劑、反映 時候 和溶液pH，每一個 身分 別離 設計4個水平：成膜劑濃度為3，5，7和9 g/L；氧化劑濃度為0.5，1.0，1.5和2.0 g/L；反映 時候 為1min，3min，5min和7min；pH為1.0，1.5，2.0和2.5；增進 劑濃度為0.02，0.04，0.06和0.08 g/L。以轉化膜的膜厚侵蝕 電流密度作為判定 轉化膜好壞 的機能 指標。

轉化膜的膜層厚度由非磁性渦流測厚儀丈量 （Surfix-FNB），丈量 方式 是起首 依照 要求對儀器進行校準和調零，然后立行將 儀器探頭垂直瞄準 試樣的測試點進行丈量 ，儀器顯示的數字即為該點處轉化膜的膜厚。因為 渦流測厚儀存在必然 誤差，是以 實驗 中丈量 轉化膜膜厚時，需要在膜的正反兩面各取5個點，然后求這10個點的平均值來肯定 轉化膜的膜層厚度。

2 成果 及闡發(fā)

2.1 正交嘗試 成果 及闡發(fā)

經由過程 L16(45)正交嘗試 ，研究室溫時成膜劑、氧化劑、增進 劑、反映 時候 和溶液pH對轉化膜機能 的影響，采取 侵蝕 電流密度作為耐侵蝕 機能 參數指標，嘗試 成果 如表1所示。對嘗試 成果 進行統(tǒng)計闡發(fā) ，闡發(fā) 成果 示于表2。

表1 L16(45)四身分 四水平允 交嘗試 成果

Table 1 The results of L16(45) orthogonal experiment

表2 正交嘗試 數據統(tǒng)計闡發(fā) 成果

Table 3 The analysis on the statistical tesults of L16(45) orthogonal experiment

對成果 進行統(tǒng)計闡發(fā) ，成果 表白 5身分 對轉化膜機能 影響水平 年夜 小的挨次 順次 為反映 時候 ＞＞溶液pH＞成膜劑＞增進 劑＞氧化劑。從對正交嘗試 數據闡發(fā) 可以看出，室溫成膜時反映 時候 是最主要 的身分 。按照 正交嘗試 的侵蝕 電流密度機能 參數指標，取得 了室溫時較佳成膜工藝：反映 時候 3min、溶液pH 1.5、成膜劑7.0g /L、增進 劑0.06g/L、氧化劑0.5g/L，反映 時候 是獨一 的顯著性影響身分 ，pH是次要影響因數，成膜劑、氧化劑、增進 劑在室溫不時 影響結果 不較著 。是以 ，為了進一步研究反映 時候 對轉化膜的影響，在固定反映 溫度室溫、溶液pH 1.5、成膜劑7.0g /L、增進 劑0.06g/L和氧化劑0.5g/L不變的情況下，對反映 時候 (別離 取1min、3min、5min和7min)進行單身分 嘗試 。

2.2 成膜時候 對轉化膜膜厚的影響

表3是成膜時候 對轉化膜膜厚的影響，經由過程 對表3闡發(fā) 可知，在3-5min規(guī)模 內，隨成膜時候 耽誤 膜厚不竭 變厚，時候 越長轉變 率也越年夜 ；在5-9min規(guī)模 內，膜層厚度隨溫度升高轉變 趨緩，轉變 不太較著 。

表3 成膜時候 對轉化膜膜厚的影響

2.3 成膜時候 對轉化膜耐鹽霧嘗試 的影響

表4是成膜時候 對轉化膜耐鹽霧機能 的影響，經由過程 對表4闡發(fā) 可知，跟著 成膜時候 的耽誤 ，轉化膜膜厚不竭 增厚，膜層耐侵蝕 能力逐步 提高，成膜5min后到達 國度 尺度 ，膜層質量及格 。

表4 成膜時候 對轉化膜耐鹽霧機能 的影響

2.3 成膜時候 對轉化膜影響的闡發(fā)

當鋁合金浸入轉化溶液中時 因為 鋁合金概況 分歧 部位的活性分歧 或合金元素的感化 , 組成 了許多微電池[10-12]。微電池的陽極部門 產生 金屬消融 , 即Al - 3e →Al3+ ; 陰極部門 產生 氧的還原, 即O2 + 2H2O + 4e →4OH- , 或氫的析出即2H+ + 2e →H2 兩個反映 的產生 , 使陰極區(qū)溶液pH 值升高, 當pH值到達 必然 值時, 在陰極區(qū)成膜劑中的有用 成份 會構成 氧化物或氫氧化物沉淀膜；同時OH-也會分散 到陽極區(qū)域，產生 Al3++3OH-→Al (OH)3(S)，阻礙了Al3+和O2 在溶液和金屬界面之間的分散 和遷徙 ，陽極反映 或陰極反映 被終止，侵蝕 就遏制 產生 [13-17]。跟著 反映 時候 的不竭 耽誤 ，鋁合金概況 膜層不竭 增厚，轉化膜耐蝕機能 延續(xù) 加強 。

3 結論

以侵蝕 電流密度作為權衡 Ce--Mn轉化膜機能 的指標，采取 正交嘗試 研究常溫下成膜不時 候 (T)、pH、成膜劑、氧化劑和 增進 劑對轉化膜機能 的影響，取得 一較佳成膜工藝，成果 表白 時候 是最主要 的身分 。采取 渦流測厚儀研究了成膜時候 對膜厚的影響；采取 中性鹽霧嘗試 研究成膜時候 對轉化膜耐蝕機能 的影響；嘗試 成果 顯示3-5是較佳成膜時候 規(guī)模 。

1)正交嘗試 中各身分 對轉化膜厚度影響水平 的挨次 為：反映 時候 ＞＞溶液pH＞成膜劑＞增進 劑＞氧化劑。取得 的較佳工藝是：反映 時候 3min、溶液pH 1.5、成膜劑7.0g /L、增進 劑0.06g/L、氧化劑0.5g/L。

2)成膜時候 對膜厚有主要 影響，從提高出產 效力 的角度斟酌 ，最好 成膜時候 規(guī)模 為3-5min。