鋁及鋁合金表面化學轉化膜處理技術進展

　　1 化學氧化法
　　在一定溫度下，通過化學反應在鋁零件表面生成一層薄的氧化膜，稱為鋁的化學氧化法。這種方法不需要通過電流，工藝上比電化學氧化法簡單，成本低。所生成的氧化膜很薄，一般膜厚約0.5～4μm，膜層質軟，耐磨性很低，故不能單獨使用，膜層有較好物理吸附能力，是涂漆的良好底層，經化學氧化后再涂裝所得的防護層，可大大提高零件的防護能力。


　　2 陽極氧化法
　　鋁合金的陽極氧化是用鋁或鋁合金作陽極，用鉛、碳或不銹鋼作陰極，在草酸、硫酸、鉻酸等的水溶液中電解。用電力進行陽極氧化可得到自然氧化法難以得到的成膜速度。在氧化成膜過程中，同時發生兩個過程：一是在鋁板表面生成Al2O3氧化膜的過程；二是在氧化膜生成的過程伴隨著氧化膜溶解的過程。只有當氧化膜的生成速度超過其溶解速度，方可得到一定厚度的氧化膜，膜厚度一般在5～15μm。該膜是由致密的阻礙層和柱狀結構的多孔層組成的雙層結構。陽極氧化膜可分為兩大類：多孔質型——在硫酸、草酸等酸電解浴中生成并垂直于表面形成非常細微的孔的膜；壁壘型——是在硼酸銨等中性鹽電解浴中生成的無孔的極薄的膜，通常被用于電解電容器等。


　　3 微弧氧化法
　　微弧氧化又稱等離子氧化，是在陽極氧化基礎上，在金屬基表面原位生長陶瓷層的一種表面處理技術。其基本性能和陶瓷(剛玉)類似，具有很高的硬度和耐磨、耐高溫性能，還具有很高的絕緣性和耐酸堿腐蝕性能等。


　　4 稀土轉化膜
　　目前國內外在這方面的研究已取得很大進展，其中所開發的稀土鈍化技術因具有無毒無污染，防蝕效果好的特點而倍受關注。目前，稀土轉化膜工藝大致可以分成三類：①含強氧化劑等成膜促進劑的化學法；②化學法與電化學相結合的工藝；③稀土bohmite層工藝。加入強氧化劑如H2O2、KMnO4、(NH4)2S2O4等可大大減少處理時間，溶液處理溫度也不高，含低溫短時成膜的強氧化劑的化學法工藝是最有開發潛力的；而化學法與電化學相結合的工藝處理步驟煩瑣，并且溶液處理溫度也在沸騰狀態；稀土bohmite層工藝也存在處理溫度較高的缺點。


　　5 有機硅烷化處理
　　硅烷化處理傳統上采用浸涂工藝，把鋁合金浸入在這種稀的硅烷化溶液中一定時間，隨后在一定溫度下固化，即可在鋁合金表面形成幾百納米厚的涂層(要比傳統轉變涂層薄得多)，該涂層能有效地防止鋁合金發生各種形式的腐蝕。胡吉明等采用電化學技術在LY12鋁合金表面沉積制被了十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)膜。反射吸收紅外光譜表明，DTMS硅烷試劑與鋁合金基體表面發生了化學鍵合作用，生成-SiOAl鍵實現成膜、電化學阻抗譜(EIS)測試結果表明，與開路電位相比，采用陰極電位沉積方法得到硅烷膜的耐蝕性能有明顯提高。


　　6 磷化底漆處理
　　磷化底漆的基料，組分一以聚乙烯醇縮丁醛樹脂為主，加有鉻酸鹽等防銹顏料和助劑，組分二為磷酸，使用前將兩組分按規定比例混合均勻，噴涂在鋁板表面時一部分磷酸與金屬鋁結合，使金屬表面和涂膜連成一體，涂膜具有一定的防腐蝕能力，又能與涂層系統中的底漆具有良好的結合能力，但是，磷化底漆對施工條件要求高，稍不小心，就會造成漆膜變脆，造成大規模掉漆的嚴重后果。

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