6061鋁合金微弧氧化涂層封孔處理技術(shù)研究.pdf

1、微弧氧化是一種在閥金屬表面原位生成陶瓷涂層的表面處理技術(shù)。該陶瓷涂層主要由基底材料本身的氧化物組成,可以顯著改善材料的耐蝕性,同時(shí)能夠大幅度地提高材料表面硬度、耐磨性、電絕緣等性能。受涂層生長(zhǎng)特性決定,微弧氧化涂層表面存在大量微米尺度的放電殘留微孔。這些微孔為腐蝕介質(zhì)穿透涂層、滲入到涂層/基體界面提供了通道,是誘發(fā)基體材料腐蝕的潛在缺陷。為了消除微孔缺陷的不良影響、進(jìn)一步提高微弧氧化涂層的耐蝕性能,有必要開展微弧氧化涂層的封孔技術(shù)研究。

2、本文針對(duì)6061鋁合金微弧氧化涂層進(jìn)行封孔處理技術(shù)研究。
　　本文應(yīng)用硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑分別對(duì)微弧氧化涂層進(jìn)行封孔處理工藝的探索。通過(guò)SEM觀察封孔處理后涂層微觀形貌的變化;采用紅外光譜測(cè)試及接觸角測(cè)試等方法研究封孔處理對(duì)微弧氧化涂層表面特征的影響;通過(guò)動(dòng)電位極化曲線、中性鹽霧實(shí)驗(yàn)考察封孔處理對(duì)微弧氧化涂層耐蝕性的影響,并優(yōu)選出適用于鋁合金微弧氧化涂層的封孔處理工藝;通過(guò)電化學(xué)阻抗譜(EIS)研究封孔處理前后微弧氧化涂層在腐蝕介質(zhì)

3、中長(zhǎng)期浸泡情況下的腐蝕行為及腐蝕機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:
　　微弧氧化時(shí)間對(duì)涂層特征及耐蝕性能影響較大:隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),涂層厚度和粗糙度增大,涂層表面的放電殘留微孔尺寸增大,微裂紋增多;氧化時(shí)間小于60min時(shí),涂層的耐蝕性能隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著提高,而當(dāng)氧化時(shí)間大于60min時(shí),涂層的耐蝕性能不會(huì)隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)繼續(xù)提高。未封孔的微弧氧化處涂層對(duì)基體金屬具有一定的防護(hù)能力,但由于其自身的微孔缺陷,其耐蝕性能的提

4、高受到限制。
　　硬脂酸封孔處理能夠?qū)ξ⒒⊙趸繉颖砻娴姆烹姎埩粑⒖缀臀⒘鸭y進(jìn)行較好的封閉,提升了微弧氧化涂層對(duì)基體金屬的防護(hù)能力。不同氧化時(shí)間的微弧氧化涂層經(jīng)過(guò)硬脂酸封孔處理后,在3.5％NaCl溶液中短時(shí)間浸泡時(shí),耐腐蝕性能趨于一致;但是當(dāng)浸泡時(shí)間達(dá)到50h后,涂層越厚,對(duì)基體金屬的防護(hù)能力越好。
　　硅烷化處理不僅能夠?qū)ξ⒒⊙趸繉颖砻娴姆烹姎埩粑⒖缀臀⒘鸭y等結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行很好的封閉,而且能夠在涂層表面形成一層較為完整的

5、硅烷膜,這種綜合作用極大地提高了微弧氧化涂層對(duì)基體金屬的防護(hù)能力。同時(shí),微弧氧化時(shí)間越短,涂層表面的放電殘留微孔越小,微裂紋也相對(duì)越少,表面形成的硅烷膜越完整,硅烷化處理對(duì)其封孔的效果也越明顯;但是在3.5%NaCl溶液中浸泡時(shí)間達(dá)到800h后,涂層對(duì)基體金屬的防護(hù)作用還是主要靠微弧氧化涂層本身來(lái)提供。
　　對(duì)比兩種不同的封孔處理技術(shù)發(fā)現(xiàn),硅烷化處理對(duì)微弧氧化涂層耐蝕性的改善效果要明顯優(yōu)于硬脂酸封孔處理。厚度僅為8微米的微弧氧化涂