一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法与流程
本发明涉及金属表面处理，尤其是涉及一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法。
背景技术：
1、铝合金是以铝为基材添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，在航天、航空、铁路交通运输、建筑、机电等领域有着广泛的应用。铝合金防腐性能是上述应用领域所关注的重点性能之一，在大多数服役环境良好的使用条件下，铝合金无须进行额外防腐处理，但是对于个别服役环境特别恶劣的地区，如化工企业周边地区、空气中含有盐、碱和酸性等腐蚀物质地区，海洋盐雾与干湿交变环境、航空航天高温热腐蚀环境等，需要进行额外的防腐处理以满足防腐性能要求。由于铝合金在空气中会形成自然氧化膜，对于钢材适用的等离子喷涂、涂料涂装、热浸镀锌等防腐技术在铝合金上存在结合力不强、涂层易脱落、使用寿命短等问题，因此，铝合金零部件主要通过钝化、阳极氧化、微弧氧化、热电化学氧化等工艺以形成致密氧化层，从而提升防腐性能。
2、在铝合金的各种表面氧化工艺中，由于均需将待处理工件作为阳极，在外加电源作用下进行电解液体系中的电化学反应以形成氧化层，反应过程中铝合金表面由于存在气体释放，不可避免地会在氧化层中形成孔洞，影响涂层的耐腐蚀性、机械强度等性能。为解决孔洞问题，多采用水热封孔、纳米颗粒封孔等工艺作为微弧氧化或其他表面氧化工艺的后处理工艺或加强工艺，以对氧化层的孔洞进行填充。但是，封孔工艺增加了整个工艺体系的复杂度，同时，近年来发展的微弧氧化、热电化学氧化等工艺，单位面积样品的反应所需电流密度大，单位能耗(电能消耗)高，不利于这些技术的应用推广。
3、发明专利申请cn 112647105 a公开了一种铝合金微弧氧化陶瓷膜的封孔处理方法，向铝及铝合金微弧氧化膜的孔道内填充铝溶胶，通过过热水蒸汽处理进行封孔，以提高微弧氧化膜的耐腐蚀性、耐磨性。该方法微弧氧化工艺使用的电流密度为6-10a/dm2，占空比为30～40％，时间为20～40min，使用的铝溶胶为拟薄水铝石在硝酸溶液中搅拌形成的铝溶胶，真空抽吸填充进微弧氧化膜后进行高温水蒸气二次热处理。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，本发明方法通过电解液和电参数的配合改进来解决普通微弧氧化等氧化工艺的气孔问题，无需额外封孔步骤，处理后具备很好的腐蚀防护效果。本发明的技术方案如下：
2、本发明的目的是提供一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，包括如下步骤：
3、(1)检查铸造或锻造铝合金零件，确保表面无明显破损、油污、氧化皮；
4、(2)将铝合金零件浸没在电解液中进行热电化学氧化处理；
5、电解液由草酸、酒石酸、苹果酸、去离子水配制而成；电解液中草酸的浓度为10-50g/l，酒石酸的浓度为10-20g/l，苹果酸的浓度为10-20g/l。
6、在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，铝合金零件的材质为zl101a、2024或6082。
7、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，热电氧化处理过程中：铝合金零件连接脉冲电源阳极，金属电极连接脉冲电源阴极。
8、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，热电氧化处理条件为：脉冲电源正电流为2-4a/dm2，负电流为2-4a/dm2，占空比为70-100％，反应时间为120-150min。
9、在本发明的一个实施例中，热电化学氧化处理后铝合金零件的表面氧化层厚度为40-60μm，表面粗糙度ra为2.0-3.0μm。
10、在本发明的一个实施例中，热电化学氧化处理后铝合金零件铜离子加速盐雾试验96小时防护等级为rp8以上。
11、在本发明的一个实施例中，热电化学氧化处理后铝合金零件sem电镜观察配合eds能谱元素分析发现，氧化层中几乎不存在气孔，仅有少量硅元素团聚形成的颗粒填充在氧化层中。
12、本发明有益的技术效果在于：
13、本发明通过电解液和电参数的配合改进来解决普通微弧氧化等氧化工艺的气孔问题，无需额外封孔步骤，电子显微镜观察也验证了消除气孔的效果，同时平均电流密度更低，节能效果更好，处理后具备很好的腐蚀防护效果(铜离子加速盐雾试验96h防护等级8级以上)；可以满足铝合金零件在铁路交通运输、航空航天、建筑机电等具有防腐需求的领域的应用。
技术特征：
1.一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(1)中，铝合金零件的材质为zl101a、2024或6082。
3.根据权利要求1所述的低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，热电氧化处理过程中：铝合金零件连接脉冲电源阳极，金属电极连接脉冲电源阴极。
4.根据权利要求1所述的低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，热电氧化处理条件为：脉冲电源正电流为2-4a/dm2，负电流为2-4a/dm2，占空比为70-100％，反应时间为120-150min。
5.根据权利要求1所述的低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，热电化学氧化处理后铝合金零件的表面氧化层厚度为40-60μm，表面粗糙度ra为2.0-3.0μm。
6.根据权利要求1所述的低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，热电化学氧化处理后铝合金零件铜离子加速盐雾试验96小时防护等级为rp8以上。
技术总结
本发明公开了一种低能耗铝合金零件表面防腐处理方法，包括如下步骤：(1)检查铸造或锻造铝合金零件，确保表面无明显破损、油污、氧化皮；(2)将铝合金零件浸没在电解液中进行热电化学氧化处理；电解液由草酸、酒石酸、苹果酸、去离子水配制而成；电解液中草酸的浓度为10‑50g/L，酒石酸的浓度为10‑20g/L，苹果酸的浓度为10‑20g/L。本发明方法通过电解液和电参数的配合改进来解决普通微弧氧化等氧化工艺的气孔问题，无需额外封孔步骤，处理后具备很好的腐蚀防护效果。
技术研发人员：杰尔列耶娃·奥尔加·彼得罗夫娜,雷厉,丘布·扎哈尔
受保护的技术使用者：诸暨市中俄联合材料实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5