淺析鋁材無鉻化成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜機(jī)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(chǎn)生 侵蝕 ，是以 有需要 對(duì)鋁合金進(jìn)行防侵蝕 處置 。今朝 最經(jīng)常使用 的鋁合金概況 防護(hù)方式 有陽極氧化和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜中利用 最廣的是鉻酸鹽轉(zhuǎn)化法。因?yàn)?六價(jià)鉻有劇毒，是以 被許多 國度 限制使用。廣東堅(jiān)美鋁型材廠(團(tuán)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(shù)嘗試 對(duì)配方進(jìn)行了研究，但愿 能為我國的無鉻化事業(yè)進(jìn)獻(xiàn) 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(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%）, K2Cr2O7等均為市售闡發(fā) 純?cè)噭?。嘗試 用水為便宜 蒸餾水。

6063鋁合金試樣順次 經(jīng)300#，600#，800#和1000＃水砂紙逐級(jí)打磨，然后再順次 進(jìn)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(zhuǎn)化處置 溶液以成膜劑，氧化劑和增進(jìn) 劑組成的復(fù)合溶液，反映 溫度為室溫。進(jìn)行L16 (45)的16組正交實(shí)驗(yàn) ，5身分 別離 為成膜劑、氧化劑、增進(jìn) 劑、反映 時(shí)候 和溶液pH，每一個(gè) 身分 別離 設(shè)計(jì)4個(gè)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(shí)候 為1min，3min，5min和7min；pH為1.0，1.5，2.0和2.5；增進(jìn) 劑濃度為0.02，0.04，0.06和0.08 g/L。以轉(zhuǎn)化膜的膜厚侵蝕 電流密度作為判定 轉(zhuǎn)化膜好壞 的機(jī)能 指標(biāo)。

轉(zhuǎn)化膜的膜層厚度由非磁性渦流測(cè)厚儀丈量 （Surfix-FNB），丈量 方式 是起首 依照 要求對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)零，然后立行將 儀器探頭垂直瞄準(zhǔn) 試樣的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行丈量 ，儀器顯示的數(shù)字即為該點(diǎn)處轉(zhuǎn)化膜的膜厚。因?yàn)?渦流測(cè)厚儀存在必然 誤差，是以 實(shí)驗(yàn) 中丈量 轉(zhuǎn)化膜膜厚時(shí)，需要在膜的正反兩面各取5個(gè)點(diǎn)，然后求這10個(gè)點(diǎn)的平均值來肯定 轉(zhuǎn)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(jīng)由過程 L16(45)正交嘗試 ，研究室溫時(shí)成膜劑、氧化劑、增進(jìn) 劑、反映 時(shí)候 和溶液pH對(duì)轉(zhuǎn)化膜機(jī)能 的影響，采取 侵蝕 電流密度作為耐侵蝕 機(jī)能 參數(shù)指標(biāo)，嘗試 成果 如表1所示。對(duì)嘗試 成果 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)闡發(fā) 成果

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

對(duì)成果 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)闡發(fā) ，成果 表白 5身分 對(duì)轉(zhuǎn)化膜機(jī)能 影響水平 年夜 小的挨次 順次 為反映 時(shí)候 ＞＞溶液pH＞成膜劑＞增進(jìn) 劑＞氧化劑。從對(duì)正交嘗試 數(shù)據(jù)闡發(fā) 可以看出，室溫成膜時(shí)反映 時(shí)候 是最主要 的身分 。按照 正交嘗試 的侵蝕 電流密度機(jī)能 參數(shù)指標(biāo)，取得 了室溫時(shí)較佳成膜工藝：反映 時(shí)候 3min、溶液pH 1.5、成膜劑7.0g /L、增進(jìn) 劑0.06g/L、氧化劑0.5g/L，反映 時(shí)候 是獨(dú)一 的顯著性影響身分 ，pH是次要影響因數(shù)，成膜劑、氧化劑、增進(jìn) 劑在室溫不時(shí) 影響結(jié)果 不較著 。是以 ，為了進(jìn)一步研究反映 時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)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(jìn) 劑0.06g/L和氧化劑0.5g/L不變的情況下，對(duì)反映 時(shí)候 (別離 取1min、3min、5min和7min)進(jìn)行單身分 嘗試 。

2.2 成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜膜厚的影響

表3是成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜膜厚的影響，經(jīng)由過程 對(duì)表3闡發(fā) 可知，在3-5min規(guī)模 內(nèi)，隨成膜時(shí)候 耽誤 膜厚不竭 變厚，時(shí)候 越長轉(zhuǎn)變 率也越年夜 ；在5-9min規(guī)模 內(nèi)，膜層厚度隨溫度升高轉(zhuǎn)變 趨緩，轉(zhuǎn)變 不太較著 。

表3 成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜膜厚的影響

2.3 成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐鹽霧嘗試 的影響

表4是成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐鹽霧機(jī)能 的影響，經(jīng)由過程 對(duì)表4闡發(fā) 可知，跟著 成膜時(shí)候 的耽誤 ，轉(zhuǎn)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(dá) 國度 尺度 ，膜層質(zhì)量及格 。

表4 成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐鹽霧機(jī)能 的影響

2.3 成膜時(shí)候 對(duì)轉(zhuǎn)化膜影響的闡發(fā)

當(dāng)鋁合金浸入轉(zhuǎn)化溶液中時(shí) 因?yàn)?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(chǎn)生 金屬消融 , 即Al - 3e →Al3+ ; 陰極部門 產(chǎn)生 氧的還原, 即O2 + 2H2O + 4e →4OH- , 或氫的析出即2H+ + 2e →H2 兩個(gè)反映 的產(chǎn)生 , 使陰極區(qū)溶液pH 值升高, 當(dāng)pH值到達(dá) 必然 值時(shí), 在陰極區(qū)成膜劑中的有用 成份 會(huì)構(gòu)成 氧化物或氫氧化物沉淀膜；同時(shí)OH-也會(huì)分散 到陽極區(qū)域，產(chǎn)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(chǎn)生 [13-17]。跟著 反映 時(shí)候 的不竭 耽誤 ，鋁合金概況 膜層不竭 增厚，轉(zhuǎn)化膜耐蝕機(jī)能 延續(xù) 加強(qiáng) 。

3 結(jié)論

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

1)正交嘗試 中各身分 對(duì)轉(zhuǎn)化膜厚度影響水平 的挨次 為：反映 時(shí)候 ＞＞溶液pH＞成膜劑＞增進(jìn) 劑＞氧化劑。取得 的較佳工藝是：反映 時(shí)候 3min、溶液pH 1.5、成膜劑7.0g /L、增進(jìn) 劑0.06g/L、氧化劑0.5g/L。

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