铝合金锌系磷化工艺及性能研究

论文摘要

对铝及其合金进行表面处理是提高其耐蚀性的有效方法。铬酸盐表面处理可显著提高铝及其合金的耐蚀性,但六价铬表面处理工艺毒性大,对环境污染严重,因此研究开发无毒或低毒的表面处理工艺势在必行。开发环境友好型的磷化技术是磷化工艺发展的趋势。本文主要研究了LY12铝合金的锌系磷化工艺。通过磷化液组分含量单因素实验和正交实验,得到磷化液组分含量的最佳组合为:磷酸二氢锌含量取值为11g/L,硝酸锌含量取值为35g/L,氯酸钠含量取值为2g/L,氟化钠含量取值为2.5g/L。得到的磷化膜外观颜色呈浅灰色,均匀光亮致密;借助了SEM得知表面形貌呈现为片状晶体层层堆积形成的磷化膜结构,堆积方式比较整齐,片状晶体最大长度为8μm;借助了EDS得知膜层的平均组成元素主要是:Zn、P、O,磷酸锌为磷化膜的主要物质。通过磷化条件单因素实验和正交实验,得到磷化条件的最佳组合为:磷化溶液量取值为100ml,磷化时间取值为20min,磷化温度取值为50℃,磷酸含量取值为3g/L。得到的磷化膜外观颜色呈浅灰色,均匀光亮致密;借助了SEM得知表面形貌呈现为片状晶体层层堆积形成的磷化膜结构,堆积方式比较混乱,片状晶体最大长度为6μm;借助了EDS得知膜层的平均组成元素主要是:Zn、P、O,磷酸锌为磷化膜的主要物质。以磷化液组分含量的最佳组合和磷化条件的最佳组合为基础,结合两个最佳组合,确定了锌系磷化的最佳工艺:得到的磷化膜外观颜色呈浅灰色,均匀光亮致密,膜重为5.46g/m~2,硫酸铜试验耐蚀时间为68s,线性极化电阻为5034?;借助了SEM得知表面形貌呈现为片状晶体层层堆积形成的磷化膜结构,堆积方式比较整齐,片状晶体最大长度为8μm;借助了EDS得知膜层的平均组成元素主要是:Zn、P、O,磷酸锌为磷化膜的主要物质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 铝及其合金的简介
• 1.2 铝及其合金的表面处理方法
• 1.3 磷化技术的概况
• 1.3.1 磷化技术发展史
• 1.3.2 我国磷化技术情况
• 1.4 磷化成膜基本原理
• 1.5 磷化技术的分类
• 1.6 磷化液的组成及工艺参数影响
• 1.6.1 磷化液的组成
• 1.6.2 磷化工艺参数影响
• 1.7 磷化技术的存在问题及发展展望
• 1.8 本文的研究意义及内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器与试剂
• 2.3 工艺流程
• 2.3.1 打磨
• 2.3.2 脱脂
• 2.3.3 碱蚀
• 2.3.4 光亮酸蚀
• 2.3.5 表面调整
• 2.3.6 磷化操作
• 2.3.7 老化处理
• 2.4 性能检测
• 2.4.1 磷化膜外观检测
• 2.4.2 磷化膜膜重测定
• 2.4.3 磷化膜硫酸铜点滴试验
• 2.4.4 电化学性能测试
• 2.4.5 扫描电子显微镜检测
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 单因素实验
• 3.1.1 磷酸二氢锌对磷化的影响
• 3.1.2 硝酸锌对磷化的影响
• 3.1.3 氯酸钠对磷化的影响
• 3.1.4 氟化钠对磷化的影响
• 3.1.5 磷化温度对磷化的影响
• 3.1.6 磷化时间对磷化的影响
• 3.1.7 磷酸对磷化的影响
• 3.1.8 柠檬酸对磷化的影响
• 3.1.9 磷化溶液量对磷化的影响
• 3.1.10 磷化助剂对磷化的影响
• 3.1.11 表面调整剂对磷化的影响
• 3.2 正交实验
• 3.2.1 磷化液组分正交分析
• 3.2.2 磷化条件正交分析
• 3.3 磷化膜性能分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢