鋁合金表面藍(lán)色微弧氧化膜的制備工藝及組織結(jié)構(gòu).pdf

1、鋁及其合金由于比強(qiáng)度高、密度小、易于成型等特性，被廣泛應(yīng)用在航空、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。但由于其表面顏色單一、硬度低、耐磨耐蝕性差，限制了鋁及其合金的應(yīng)用。因此，對鋁及其合金進(jìn)行表面處理以期得到外觀精美、性能優(yōu)良的陶瓷膜層具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)價(jià)值。
　　 目前用于鋁及其合金表面著色的方法主要是化學(xué)染色法、整體染色法、電解著色法，但獲得的膜層薄容易剝落。微弧氧化是在傳統(tǒng)陽極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興的表面處理技術(shù)，利用這種技

2、術(shù)可獲得附著力高、色澤穩(wěn)定、耐磨耐蝕性好的陶瓷膜層。
　　 本文以6063鋁合金為基體材料，在以硅酸鈉-氫氧化鉀為主電解液體系、硫酸鈷為著色劑的電解液中，制備藍(lán)色微弧氧化陶瓷膜層，研究了電解液參數(shù)和電參數(shù)對微弧氧化膜層的組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)以及透射電子顯微鏡(TEM)分別對膜層的相組成、微觀形貌、元素含量及微觀組織進(jìn)行分析，并進(jìn)行選區(qū)電子衍射結(jié)構(gòu)的分析。

3、采用渦流涂層厚度儀、劃痕試驗(yàn)儀檢測微弧氧化陶瓷層的厚度及與基體的結(jié)合強(qiáng)度，利用電化學(xué)腐蝕方法檢測陶瓷層的耐蝕性能，優(yōu)化出制備性能良好的藍(lán)色微弧氧化膜的工藝參數(shù)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，硫酸鈷、硅酸鈉、正向電壓和負(fù)向電壓對膜層的影響趨勢相似，隨著影響因素?cái)?shù)值的升高，膜層顏色加深、厚度增加、膜基結(jié)合強(qiáng)度及耐蝕性先提高后降低;氟化鈉的加入使膜層顏色加深，厚度增加，而且提高了膜基結(jié)合強(qiáng)度和膜層的耐蝕性;隨著占空比的提高，膜層顏色加深，厚度

4、先增加后變化不大，膜基結(jié)合力先增大后減小，耐蝕性逐漸提高。通過分析比較得出，當(dāng)硅酸鈉濃度為8g/L，氫氧化鉀濃度為1.5g/L，硫酸鈷濃度為0.8g/L，氟化鈉的濃度為0.5gL，正、負(fù)向電壓分別為460V、100V，頻率為300Hz，正、負(fù)占空比分別為60％、30％，處理時(shí)間為10min時(shí)，制備的膜層呈藍(lán)色，表面致密均勻，耐蝕性能良好，與基體的結(jié)合強(qiáng)度高。另外，透射電子顯微鏡分析結(jié)果表明膜層中含有藍(lán)色物質(zhì)Al2CoO4，所以膜層顯示藍(lán)