航空工业西飞 陕西西安 710089
摘要：铝合金是以铝为基的合金总称，主要合金元素包括铜、镁、锌、硅、锰。从微观视角来看，铝合金品种繁多，多半可用于热处理时效硬化。由于铝的所占比重较小，因此，铝合金中单位重量的强高度的接近优质钢。不可忽视的是，铝合金表面很容易被腐蚀，对此，需要采用防腐处理技术予以处理。本文将分层浅谈铝合金表面防腐处理技术，并提出个人见解。
关键词：铝合金；表面防腐处理技术；氧化膜
铝合金材料比重较小，具有良好导电性能、导热性能与加工性能，塑形极佳，价格低廉，很容易成形，因此，被广泛应用于加工航空发动机零件和建筑装潢。从构成因子来看，铝合金的合成元素包括铝、铜、镁、锌、硅和锰，其中，铝这种化学元素是一种银白色轻金属，是地壳中丰度最高的金属元素，化学性质较为活泼。1825年首次被分离出来，19世纪末期开始被推行于商业用途，虽然铝的化学性质较为活泼，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，因此有很强的耐腐蚀性。铝及其合金常被用作建筑材料、耐腐蚀化工设备、输电线、汽车部件、光刻板、磁体和软膏管等。本文将从铝合金阳极氧化形成氧化膜，着色或其他处理，阳极氧化膜的封闭，其他表面处理技术等四个方面分层浅谈铝合金表面防腐处理技术。
一、铝合金阳极氧化形成氧化膜
从宏观结构来分析，用电解液以阳极通电的方式来处理铝合金，经过阳极氧化之后，铝合金的表面能够生成几微米或者几百微米厚度的氧化膜。通常，氧化膜表面大多呈多孔的蜂窝状，而且，氧化膜的结构大多为双层结构，膜具和铝的表面紧密相连，构建了薄而紧密、多孔的氧化膜面层。此外，铝合金氧化成膜有电化学方法和化学方法。其中，电化学方法是有关电与化学变化关系的处理方法。在使用该方法时首先要对电化学的概念进行准确定义，一般来讲，许多自发产生的化学反应能够释放电能，某些反应已经应用于蓄电池及燃料电池中产生电流。相反，电流也可引起许多不能自发进行的化学反应。电解即为一种电化学过程，而且，电化学对冶金学和腐蚀研究颇为重要。铝合金表面防腐处理技术中的化学方法主要是用化学氧化法来构建氧化膜，相比之下，这种方法所生成的氧化膜性能较差，用途也较为狭窄。电化学法能够综合使用阳极氧化工艺生成Al2O3膜，同时，将铝合金作为工作电极，并根据不同需求选择最适宜的电解液和电极，从而组成优质电解池，并形成双层膜结构。而且，铝合金阳极氧化中的电解是电流通过物质而引起的化学变化的过程，整个电解过程是在电解池中进行的，而电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的正、负两个电极构成。电流（即电子）流进电极（阴极），溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或者分子，带负电荷的负离子迁移到另一个电极，给出电子，变成中性元素或者分子，然后，构成纯度与厚度俱佳的氧化膜。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、着色或其他处理
铝合金阳极氧化着色技术属于一种成熟的面层装饰技艺和特色防腐蚀技术，该技术有两种方法，即无机盐离子着色工艺和化学着色工艺。前者融合了优质无机盐，汲取了电解着色的优势，这种工艺能够让金属微粒均匀沉积在阳极氧化膜的多孔层底部。因为随机分布的所有金属微粒都会对光线进行反射，从而进行良好地着色。此外，随着金属微粒数量的增加，铝合金面层的颜色会从淡黄色变成棕色，最后转化为黑色。相比之下，无机盐离子着色工艺具有成本低廉、不易掉色和耐晒性等优势，因此，被广泛应用于铝合金表面防腐处理工作中。化学着色工艺的成本消耗也较低，能够为铝合金制品的表层染以鲜丽多彩的颜色，并科学控制染色液体浓度和PH范围等工艺参数，同时，选用最佳染料与适宜的封孔方法，满足产品的视觉要求。
三、阳极氧化膜的封闭
因为铝合金阳极氧化所形成的多孔氧化膜具有吸附性，所以经常会吸附多种有害物质，进而导致氧化膜受到污染与腐蚀，对此，需要采用封闭措施来强化氧化膜的抗污染性能与耐腐蚀性能。增强氧化膜的效果与电绝缘性，则需要运用阳极氧化膜的封闭工艺，即采用硅脂封闭来构建良好的无尘表面，将优质脂肪酸与高温油脂封闭正确应用于红外线反射器制造之中，这样可以防止波长为4到6μm之间的红外线吸收损失。
四、其他表面处理技术
目前，除了以上三种技术，铝合金表面防腐处理技术还包括稀土转化膜和激光技术，其中，稀土转化膜技术可以细分为三种——含强氧化剂等成膜促进剂的化学法；化学法与电化学相结合的处理技术；稀土 bohmite 层技术。激光技术主要是运用激光对材料来实施改性处理作业，以此起到改善材料性能的作用。此外，激光技术还包括热处理技术、激光合金化技术、激光硬化技术与激光熔覆技术。这些表面处理技术各具优势，能够为铝合金表面构置良好的防腐层。另一方面，运用高密度激光束与铝合金的表面薄层进行溶凝，并实施加固，进而能够在铝合金的表面构建良好的熔覆层。
结束语：
综上所述，铝合金表面防腐处理技术主要包括铝合金阳极氧化技术、着色处理技术、阳极氧化膜的封闭技术、稀土转化膜技术、激光材料改善技术、热处理技术、激光合金化技术、激光硬化技术与激光熔覆技术，这些技术各具优势，能够起到优化氧化膜性能、满足产品的视觉要求、强化氧化膜的抗污染性能与耐腐蚀性能以及增强氧化膜的效果与电绝缘性的作用。
参考文献：
[1]任姗姗. 高铁接触网铝合金零件表面防腐处理技术研究[J]. 电气化铁道，2015(12).
[2]李海燕. LY12铝合金表面钒/钛复合转化膜制备与耐蚀性研究[D]. 西安建筑科技大学，2015(06).
[3]赵文海，李卫京，韩建民. 高速客车铝合金门把手防腐耐蚀表面处理技术研究及应用[J]. 金属加工(热加工)，2013(16).
[4]陈朔. 铝合金表面稀土转化膜工艺研究[J].保护材料， 2017(06).
论文作者:刘晓丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/8
标签：铝合金论文; 技术论文; 阳极论文; 表面论文; 激光论文; 电化学论文; 性能论文; 《防护工程》2018年第36期论文;