6063鋁合金陽極氧化耐蝕性能研究.pdf

1、鋁及其合金陽極氧化膜具有高硬度、高耐磨性、優(yōu)良的著色性等特點，在日常生活、航空航天、電子材料以及國防工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。陽極氧化是提高鋁及其合金耐蝕性能的一種非常有效的手段，通過陽極氧化方法獲得的表面氧化膜所使用的工藝設(shè)備簡單、投資少、不改變基體本身的性能和外形尺寸。鋁及其合金陽極氧化電解液目前已基本固定，通過添加物來改善膜層的性能已成為當前研究和開發(fā)的重點。
　　本課題以硫酸為基礎(chǔ)電解液，6063鋁合金為基材，采用單脈沖

2、電源電解的方式，將La3+離子和Ce3+離子復(fù)合到氧化膜中，并研究對比稀土改性氧化膜與普通氧化膜的硬度、耐蝕性、表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)及成分等。在獲得最優(yōu)改性氧化膜的基礎(chǔ)上對氧化膜進行CeCl3封孔、沸水封孔、高濃度K2Cr2O7封孔、低濃度K2Cr2O7封孔、Ni2+封孔和Ni2+-Co2+封孔等，且對比各封孔方式的耐蝕性能、表面微觀形貌及成分等。
　　選取硫酸濃度、電壓、時間、丙三醇濃度、草酸濃度等因素進行五因素四水平正交試驗，以

3、氧化膜層在室溫3.5％NaCl溶液中的Tafel腐蝕電位作為評判標準，確定基于正交試驗所選擇的因素水平條件下獲得耐蝕性良好的氧化膜最佳工藝參數(shù)為:硫酸108ml/L;丙三醇8ml/L;草酸12g/L;電壓12V;時間1.5h。并在此參數(shù)基礎(chǔ)上，通過向電解液中添加稀土元素對氧化膜進行改性，確定添加0.5g/L CeCl3+0.5g/L LaCl3時稀土改性氧化膜耐蝕性最好，其磷-鉻酸腐蝕失重為214mg/dm2，為普通氧化膜1/5;表面維

4、氏硬度為6063鋁合金基體2倍;自腐蝕電位-0.8134V，極限極化電流密度2.4×10-7A/cm2;從掃描電鏡(SEM)圖像中可以看出改性膜層表面平整，膜孔直徑細小，平均孔徑為3nm，組織均勻、致密;同時根據(jù)電鏡自帶能譜儀(EDS)分析表明稀土改性膜層中不存在稀土元素。
　　對稀土復(fù)合改性陽極氧化膜進行多種封孔處理，檢測表明成分為CeCl3(·)7H2O3g/L、H3BO30.5 g/L、H2O20.3ml/L封孔液封孔處理的

5、封孔膜耐蝕性優(yōu)良，其磷-鉻酸失重為28.4mg/dm2;自腐蝕電位升高至-0.5134V，極限極化電流密度降低至8.85×10-8A/cm2;從掃描電鏡(SEM)圖像中可以看出封孔膜呈顆粒狀，表面平整，其化學(xué)性能穩(wěn)定，抗蝕性好;根據(jù)電鏡自帶能譜儀(EDS)分析封孔膜成分，鈰質(zhì)量分數(shù)為54.2％，原子數(shù)為19％。
　　本課題說明在電解液中添加稀土元素能有效提高鋁陽極氧化膜的耐蝕性能，鈰鹽封孔法為一種環(huán)保、能耗小、操作簡單、效果顯著的