铝合金表面处理技术

1 氧化处理

氧化处理主要有阳极氧化、化学氧化和微弧氧化。 许凌云等。 [1] 通过三种不同的试验研究了 A356 铝合金的力学性能和耐腐蚀性能 表面处理s：化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。 通过扫描电镜技术、磨损试验和耐蚀试验，铝合金经过三 表面处理s 进行了详细的分析和比较。 结果表明，经过不同 表面处理s、铝合金表面可形成不同厚度的氧化膜，表面硬度和耐磨性显着提高，合金的耐腐蚀性能也有不同程度的提高。 从综合性能来看，微弧氧化优于阳极氧化，阳极氧化优于化学氧化。

1.1阳极氧化

阳极氧化又称电解氧化，本质上是一种电化学氧化处理。 它在电解槽中使用铝及铝合金作为阳极，通电后在铝表面形成一层氧化膜（主要是Al 2 O 3 层）。 阳极氧化得到的氧化膜耐蚀性好，工艺稳定，易于推广。 是现代我国对铝及铝合金最基本、最常用的表面处理方法。 阳极氧化膜具有许多特点：氧化膜的阻隔层硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性能好、绝缘材料好、化学稳定性高，可作为涂装的基膜； 氧化膜有许多针孔，可用于各种染色和着色，以增加铝表面的装饰性能； 氧化膜的导热系数很低，是很好的隔热、耐热保护层。 然而，目前铝及铝合金的阳极氧化通常使用铬酸盐作为氧化剂，对环境造成很大污染。

目前在铝及铝合金阳极氧化的研究中，也注重利用某些金属离子的特性来优化铝及铝合金的性能。 例如，田连鹏[2]采用离子注入技术在铝合金表面注入钛，然后进一步进行阳极氧化，得到铝钛复合阳极氧化膜层，使阳极氧化膜表面更加平整均匀。 ，并改进了铝合金的阳极氧化。 薄膜的密度； 钛离子注入可以显着提高铝合金阳极氧化膜在酸性和碱性NaCl溶液中的耐蚀性，但不影响铝合金阳极氧化膜的非晶结构。 镍离子注入使铝阳极氧化膜的表面结构和形貌更加致密和均匀。 注入的镍以金属镍和氧化镍的形式存在于铝合金阳极氧化膜中。

1.2 化学氧化

化学氧化是指在一定温度条件下，洁净的铝表面与氧化溶液中的氧气发生化学作用，形成致密的氧化膜的一种镀膜方法。 铝及铝合金的化学氧化方法很多，根据溶液的性质
可分为碱性和酸性。 按膜的性质可分为氧化膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜和铬酸-磷酸盐膜。 铝及铝合金零件化学氧化得到的氧化膜厚度约为0.5~4μm。 与阳极氧化膜相比，耐磨性差，耐腐蚀性能低。 不宜单独使用，但具有一定的耐腐蚀性和良好的物理性能。 吸收能力是涂装的良好底漆。 铝及铝合金经过化学氧化后的油漆可大大提高基材与涂层的结合力，增强铝的耐腐蚀性能[3]。

1.3 微弧氧化法

微弧氧化技术又称微等离子氧化技术或阳极火花沉积技术，是一种通过微等离子放电在金属及其合金表面原位生长的技术。 氧化
陶瓷膜新技术。 该技术形成的表面薄膜与基材结合力强，硬度高，耐磨，耐腐蚀，抗热震性高，薄膜电绝缘性好，击穿电压高。 不仅如此，该技术采用先进的微等离子弧加热方式，能量密度极高，不影响基体结构，工艺不复杂，不造成环境污染。 是一种很有前途的新材料表面处理技术。 正在成为国际材料表面工程技术领域的研究热点。 张菊国等。 

旧 加工铝 以LY12合金为试验材料，利用MAO240/750微弧氧化设备、TT260测厚仪和AMARY-1000B扫描电镜研究电弧电压、电流密度和氧化时间对陶瓷层的影响。 性能影响。 通过一系列采用Na 2 SiO 3 电解液的铝合金微弧氧化工艺实验，了解微弧氧化过程中陶瓷氧化膜的生长规律以及不同电解液成分和浓度对陶瓷氧化物质量的影响电影被研究。 铝合金表面微弧氧化是一个非常复杂的过程，包括初始氧化膜的电化学形成，以及随后陶瓷膜的击穿，包括热化学、电化学、光、电、热等物理效应。 . 

A工艺受基板本身材质、电源参数、电解液参数影响，在线监测难度大，给理论研究带来困难。 因此，到目前为止，还没有一个理论模型能够令人满意地解释各种实验现象，对其机理的研究还需要进一步探索和完善。

2 电镀和化学镀

电镀是通过化学或电化学方法在铝及铝合金表面沉积一层其他金属镀层，可以改变铝合金表面的物理或化学性能。 表面

电导率； 镀铜、镀镍或镀锡可提高铝合金的焊接性； 热浸锡或铝锡合金可提高铝合金的润滑性； 一般通过镀铬或镀镍提高铝合金的表面硬度和耐磨性； 镀铬或镀镍也可以改善其装饰性。 铝在电解液中可电解形成镀层，但镀层易剥落。 为了解决这个问题，可以在含有锌化合物的水溶液中沉积和涂覆铝。 浸锌层用于桥接铝及其合金基体和后续涂层。 重要桥梁，冯绍斌等。 [7]研究了浸锌层在铝基板上的应用和机理，介绍了浸锌工艺的最新技术和应用。 浸锌后电镀也可以在铝表面形成一层薄薄的多孔膜，然后进行电镀。

化学镀是指在金属盐和还原剂共存的溶液中，通过自催化化学反应在金属表面沉积金属镀层的成膜技术。 其中应用最广泛的是化学镀Ni-P合金。 与电镀工艺相比，化学镀是一种

一种污染极低的工艺，获得的镍磷合金是镀铬的良好替代品。 但化学镀工艺设备多，材料消耗大，操作时间长，工序繁琐，镀件质量难以保证。 例如，冯黎明等。 [8]研究了化学镀镍磷合金的工艺规范，该工艺规范仅包括基于6063铝合金成分的脱脂、浸锌和水洗等预处理步骤。 实验结果表明，该工艺工艺简单，化学镀镍层光泽度高，结合力强，颜色稳定，镀层致密，磷含量在10%～12%之间，镀态硬度可达500HV以上，这比阳极高得多。 氧化层[8]。 除了化学镀Ni-P合金外，还有其他合金，如杨尔兵研究的Ni-Co-P合金[9]。 该薄膜矫顽力高，剩磁小，电磁转换性能优良。 特点，可用于高密度磁盘等领域，采用化学镀

Ni-Co-P法可在任何复杂形状的基材上获得厚度均匀、磁性合金薄膜，具有经济、能耗低、操作方便等优点。

3 表面涂层

3.1 激光熔覆

近年来，采用高能光束激光器对铝合金表面进行激光熔覆处理，可有效提高铝及铝合金表面的硬度和耐磨性。 例如，采用5kW CO 2 激光器在ZA111合金表面熔覆Ni-WC等离子涂层。 得到的激光熔合层硬度高，其润滑、耐磨、耐磨性能是未经激光处理的喷涂涂层的1.75倍，是铝硅合金基体的2.83倍。 赵勇[11]在铝及铝合金基板上使用CO 2 激光器

它采用Y和Y-Al粉末涂层，粉末通过预设的粉末涂层方法涂覆在基材表面，激光浴用氩气保护，并加入一定量的CaF 2 、LiF和MgF 2 。作为造渣剂加入在一定的激光熔覆工艺参数下，可以获得均匀连续致密的具有冶金界面的涂层。 卢伟新[12]采用CO 2 激光在铝合金基体上采用激光熔覆法制备Al-Si粉末涂层、Al-Si+SiC粉末涂层和Al-Si+Al 2 O 3 粉末涂层。 ，铝青铜粉末涂料。 张松等。 [13] 在 AA2 6 0 6 铝中使用了 1 k W 连续 Nd:YAG 激光器

合金表面采用SiC陶瓷粉末激光熔覆，通过激光熔化处理可在铝合金表面制备表面金属基复合材料（MMC）改性层。

3.2 复合涂层

这种具有优良减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层在工程特别是尖端技术领域具有很好的应用前景。 因此，具有孔基结构的多孔氧化铝膜也越来越受到人们的关注。 值得注意的是，铝合金复合涂层技术已成为当前的研究热点之一。 曲志坚[14]研究了铝与6063铝合金复合自润滑涂层技术。 主要工艺是对铝和6063铝合金进行硬质阳极氧化，然后用热浸法将聚四氟乙烯颗粒引入氧化膜孔隙中。 表面经过真空精密热处理，形成复合涂层。 李振芳[15]研究了一种将树脂漆涂装与电镀工艺相结合的新工艺，应用于汽车铝合金轮毂表面。 CASS测试时间66小时，起泡率≤3%，漏铜率≤3%，动平衡降低10~20g，树脂漆和金属涂层外观美观。

4 其他方法

4.1 离子注入法

离子注入法是利用高能离子束在真空状态下轰击目标。 几乎可以实现任何离子注入。 注入的离子被中和并留在固溶体的置换位置或间隙位置，形成不平衡的表面层。 铝合金

提高了表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。 磁控溅射纯钛后进行PB11氮/碳注入可以大大提高改性表面的显微硬度。 磁控溅射结合氮气注入可以将衬底的硬度从180HV提高到281.4HV。 磁控溅射结合碳注入可以增加到 342HV [16]。 磁控溅射纯钛后进行PB11氮/碳注入可以大大提高改性表面的显微硬度。 廖家轩等。 [17]在LY12铝合金等离子离子注入的基础上，进行了钛、氮、碳的复合注入，取得了显着的改性效果。 重庆大学的张胜涛、黄宗庆[18]对铝合金进行了钛离子注入。 结果表明，在铝合金表面注入钛离子是提高其抗氯离子腐蚀能力的有效途径，可以提高铝合金抗氯离子腐蚀的能力。 拓宽铝合金在NaCl等溶液中的钝化电位范围，降低被氯离子腐蚀的腐蚀孔的密度和尺寸。

4.2 稀土转化涂层

稀土表面转化涂层可以提高铝合金的耐蚀性，其工艺主要是化学浸渍。 稀土有利于铝合金阳极氧化。 它增强了铝合金接受极化的能力，同时提高了氧化膜的耐腐蚀性能。 因此，稀土被用于

铝合金表面处理具有良好的发展前景[19]。 史铁等。 [20]研究了通过电解沉积在防锈铝LF21表面形成铈盐转化膜的过程。 采用正交试验研究相关因素对成膜过程的影响，得到最佳工艺参数。 结果表明，经过电解沉积稀土转化膜处理后，防锈铝的阳极腐蚀过程被阻断，其耐腐蚀性能显着提高，亲水性也显着提高。 朱丽萍等。 [21]采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EMS）和盐雾试验方法，系统研究了铝合金稀土铈盐转化涂层的结构、成分和致密性对其耐腐蚀性能的影响。 影响。 研究结果表明，薄膜中的稀土铈元素有效抑制了铝合金的点蚀行为，大大提高了其耐腐蚀性能。

耐腐蚀性起着决定性的作用。 如今，铝及铝合金的表面处理方法多种多样，其功能性也越来越强，可以满足铝及铝合金在生活、医疗、工程、航空航天、仪器仪表、电子电器、食品及轻工业等要求。 未来铝及铝合金表面处理工艺流程简单、质量稳定、规模化、节能环保。

方向发展。 是酯酰胺交换反应的嵌段共聚物，转化率高。 科尔沙克等人。 [11]报道​​，当以1% PbO 2 或2% PbO 2 为催化剂，在260度加热3-8小时时，聚酯与聚酰胺也会发生反应。 酯-酰胺交换反应对共混体系的相容性有一定的影响。 谢晓琳、李瑞霞等 [12] 使用溶液

方法、简单机械共混（熔融法1）和存在酯酰胺交换反应共混法（熔融法）共混PET和PA66，系统DSC分析，对PET/PA66共混体系的相容性进行了一定程度的讨论。 结果表明，PET/PA66共混体系为热力学不相容体系，熔体共混的相容性优于溶液共混，PET/PA66共混生产的嵌段共聚物具有相容的两相相容性得到了改进； 随着PA66含量的增加，共混物的熔点有所降低。 反应形成的PET/PA66嵌段共聚物增加了PA66对PET相结晶的成核作用，导致熔融法共混物的结晶度高于熔融法1共混物的结晶度。 朱红等。 [13] 使用对甲苯磺酸 (TsOH) 和钛酸酯偶联剂作为 Nylon-6 和 PET 之间酯-酰胺交换反应的催化剂，以实现 Nylon-6/PET 共混物的原位增容。 目的扫描电镜观察结果表明，Nylon-6/PET共混物为结晶相分离体系，相容性较差。 添加对甲苯磺酸和钛酸酯偶联剂作为催化剂，促进原位嵌段形成共聚物增加了两相之间的界面结合，使分散相细化且分布均匀，有助于增加共混物的裂纹扩展功能. 两者都有助于提高共混物的相容性并增加两相的界面粘合力。

2 Outlook

近年来，国内科研人员对聚酰胺/聚酯共混物进行了大量的研究工作，取得了许多有益的结论，为今后该领域的研究奠定了良好的基础。 目前应该注意的是推动聚酰胺/聚酯共混材料的进一步发展，并将之前的结论应用到实际生产实践中。 通过对两者进行修改，获得了一种保持两种成分优点的新材料。 具有优良的机械性能，耐水性优于聚酰胺，冲击韧性优于聚酯。 它广泛应用于电子、电气和汽车行业。 应用。

本文链接： 铝合金表面处理技术

转载声明：如无特殊说明，本站所有文章均为原创。 转载请注明出处：https://www.cncmachiningptj.com/，谢谢！

PTJ® 提供全方位的定制精度 数控加工中国 服务。ISO 9001:2015 & AS-9100 认证。 3、4、5轴快速精度 数控加工 服务包括铣削、按客户要求车削、能够加工具有 +/-0.005 毫米公差的金属和塑料加工零件。次要服务包括 CNC 和常规磨削、钻孔、压铸,薄板 和 冲压.提供原型、完整的生产运行、技术支持和完整的检验。服务于 汽车, 航天, 模具和夹具, LED 照明,医生、自行车和消费者 电子 行业。 准时交货。请告诉我们您的项目预算和预期交货时间。 我们将与您一起制定战略，提供最具性价比的服务，助您达成目标，欢迎联系我们（ sales@pintejin.com ) 直接用于您的新项目。