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6061鋁合金微弧氧化涂層進行封孔處理技術(shù)研究。
　　本文應用硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑分別對微弧氧化涂層進行封孔處理工藝的探索。通過SEM觀察封孔處理后涂層微觀形貌的變化;采用紅外光譜測試及接觸角測試等方法研究封孔處理對微弧氧化涂層表面特征的影響;通過動電位極化曲線、中性鹽霧實驗考察封孔處理對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;通過電化學阻抗譜(EIS)研究封孔處理前后微弧氧化涂層在腐蝕介質(zhì)

3、中長期浸泡情況下的腐蝕行為及腐蝕機理。
　　研究結(jié)果表明:
　　微弧氧化時間對涂層特征及耐蝕性能影響較大:隨著氧化時間的延長,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;氧化時間小于60min時,涂層的耐蝕性能隨著氧化時間的延長而顯著提高,而當氧化時間大于60min時,涂層的耐蝕性能不會隨著氧化時間的延長繼續(xù)提高。未封孔的微弧氧化處涂層對基體金屬具有一定的防護能力,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進行較好的封閉,提升了微弧氧化涂層對基體金屬的防護能力。不同氧化時間的微弧氧化涂層經(jīng)過硬脂酸封孔處理后,在3.5％NaCl溶液中短時間浸泡時,耐腐蝕性能趨于一致;但是當浸泡時間達到50h后,涂層越厚,對基體金屬的防護能力越好。
　　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基體金屬的防護能力。同時,微弧氧化時間越短,涂層表面的放電殘留微孔越小,微裂紋也相對越少,表面形成的硅烷膜越完整,硅烷化處理對其封孔的效果也越明顯;但是在3.5%NaCl溶液中浸泡時間達到800h后,涂層對基體金屬的防護作用還是主要靠微弧氧化涂層本身來提供。
　　對比兩種不同的封孔處理技術(shù)發(fā)現(xiàn),硅烷化處理對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