Технология обработки поверхности алюминиевого сплава

1 Окислительная обработка

Окислительная обработка - это в основном анодное окисление, химическое окисление и микродуговое окисление. Xu Lingyun et al. [1] изучили механические свойства и коррозионную стойкость алюминиевого сплава A356, выполнив три различных обработка поверхностейs: химическое окисление, анодирование и микродуговое окисление. Благодаря технологии SEM, испытанию на износ и коррозионную стойкость, морфологию поверхности, толщину оксидного слоя, износостойкость и коррозионную стойкость алюминиевого сплава после трех обработка поверхностейs были проанализированы и детально сопоставлены. Результаты показывают, что после разных обработка поверхностейs, поверхность алюминиевого сплава может образовывать оксидные пленки разной толщины, твердость поверхности и износостойкость значительно улучшаются, а коррозионная стойкость сплава также улучшается в различной степени. С точки зрения общих характеристик микродуговое окисление лучше, чем анодное окисление, а анодное окисление лучше, чем химическое окисление.

1.1 Анодирование

Анодирование также называется электролитическим окислением, которое, по сути, является обработкой электрохимическим окислением. Он использует алюминий и алюминиевые сплавы в качестве анодов в электролитической ячейке, а оксидная пленка (в основном слой Al 2 O 3) образуется на поверхности алюминия после включения питания. Оксидная пленка, полученная анодным окислением, имеет хорошую коррозионную стойкость, стабильный процесс и простоту промотирования. Это самый простой и наиболее распространенный метод обработки поверхности алюминия и алюминиевых сплавов в современной моей стране. Анодная оксидная пленка имеет множество характеристик: барьерный слой оксидной пленки имеет высокую твердость, хорошую износостойкость, хорошую коррозионную стойкость, хороший изоляционный материал, высокую химическую стабильность и может использоваться в качестве основной пленки для покрытия; оксидная пленка имеет множество отверстий и может быть использована. Она используется для различных красок и окрашиваний для улучшения декоративных свойств алюминиевой поверхности; теплопроводность оксидной пленки очень низкая, и это хорошая теплоизоляция и термостойкий защитный слой. Однако современное анодное окисление алюминия и алюминиевых сплавов обычно использует хромат в качестве окислителя, что вызывает сильное загрязнение окружающей среды.

В текущих исследованиях по анодированию алюминия и алюминиевых сплавов внимание также уделяется использованию характеристик определенных ионов металлов для оптимизации свойств алюминия и алюминиевых сплавов. Например, Тянь Ляньпэн [2] использовал технологию ионной имплантации для впрыска титана на поверхность алюминиевого сплава, а затем провел анодирование, чтобы получить слой анодированной пленки из композита алюминий-титан, что сделало поверхность анодированной пленки более плоской и однородной. , и улучшено анодирование алюминиевого сплава. Плотность пленки; Имплантация ионов титана может значительно улучшить коррозионную стойкость пленки анодного оксида алюминиевого сплава в кислотных и щелочных растворах NaCl, но не влияет на аморфную структуру пленки анодного оксида алюминиевого сплава. Имплантация ионов никеля делает структуру поверхности и морфологию пленки анодного оксида алюминия более плотной и однородной. Введенный никель существует в форме металлического никеля и оксида никеля в пленке анодного оксида алюминиевого сплава.

1.2 Химическое окисление

Химическое окисление относится к способу нанесения покрытия, при котором чистая поверхность алюминия взаимодействует с кислородом в окислительном растворе посредством химического воздействия в определенных температурных условиях с образованием плотной оксидной пленки. Существует множество методов химического окисления алюминия и алюминиевых сплавов в зависимости от природы раствора.
Его можно разделить на щелочной и кислый. По характеру пленки ее можно разделить на оксидную пленку, фосфатную пленку, хроматную пленку и пленку из хромовой кислоты и фосфата. Оксидная пленка, полученная путем химического окисления алюминия и деталей из алюминиевых сплавов, имеет толщину примерно 0.5 ~ 4 мкм. Он имеет низкую износостойкость и более низкую коррозионную стойкость, чем анодно-оксидная пленка. Он не подходит для использования в одиночку, но обладает определенной коррозионной стойкостью и хорошими физическими свойствами. Впитывающая способность - хорошая грунтовка под покраску. Краска после химического окисления алюминия и алюминиевого сплава может значительно улучшить силу сцепления между подложкой и покрытием и повысить коррозионную стойкость алюминия [3].

1.3 Метод микродугового оксидирования

Технология микродугового окисления также известна как технология микроплазменного окисления или технология осаждения анодной искры, которая представляет собой своего рода рост на месте посредством микроплазменного разряда на поверхности металла и его сплавов. Окисление
Новая технология керамической мембраны. Поверхностная пленка, сформированная с помощью этой технологии, имеет сильную силу сцепления с подложкой, высокую твердость, износостойкость, коррозионную стойкость, высокую термостойкость, хорошую электрическую изоляцию пленки и высокое напряжение пробоя. Мало того, технология использует передовой метод нагрева микроплазменной дугой с чрезвычайно высокой плотностью энергии, структура матрицы не затрагивается, процесс не является сложным и не вызывает загрязнения окружающей среды. Это перспективная технология обработки поверхности нового материала. Он становится центром исследований в области международных технологий обработки поверхности материалов. Чжан Цзюго и др. 

Использованные обработка алюминия Для исследования влияния напряжения дуги, плотности тока и времени окисления на керамический слой из сплава LY12 в качестве испытательного материала использовалось оборудование для микродугового оксидирования MAO240 / 750, толщиномер TT260 и растровый электронный микроскоп AMARY-1000B. Влияние на производительность. Посредством серии экспериментов по процессу микродугового окисления алюминиевого сплава с электролитом Na 2 SiO 3, закон роста керамической оксидной пленки во время процесса микродугового оксидирования и влияние различного состава и концентрации электролита на качество керамического оксида фильм изучаются. Микродуговое окисление поверхности алюминиевого сплава - очень сложный процесс, включающий электрохимическое образование исходной оксидной пленки и последующий разрыв керамической пленки, который включает физические эффекты термохимии, электрохимии, света, электричества и тепла. . 

На процесс влияет материал самой подложки, параметры источника питания и параметры электролита, и его трудно контролировать в режиме онлайн, что создает трудности для теоретических исследований. Таким образом, до сих пор не существует теоретической модели, которая могла бы удовлетворительно объяснить различные экспериментальные явления, и исследования ее механизма все еще нуждаются в дальнейшем изучении и улучшении.

2 Гальваника и химическое покрытие

Гальваника заключается в нанесении слоя другого металлического покрытия на поверхность алюминия и алюминиевого сплава химическими или электрохимическими методами, которые могут изменить физические или химические свойства поверхности алюминиевого сплава. поверхность

Проводимость; покрытие медью, никелем или оловом может улучшить свариваемость алюминиевого сплава; а горячее олово или сплав алюминия с оловом могут улучшить смазывающую способность алюминиевого сплава; обычно улучшают твердость поверхности и износостойкость алюминиевого сплава с помощью хромирования или никелирования; Хромирование или никелирование также может улучшить его украшение. Алюминий может подвергаться электролизу в электролите с образованием покрытия, но покрытие легко отслаивается. Чтобы решить эту проблему, алюминий может быть осажден и покрыт водным раствором, содержащим соединение цинка. Иммерсионный слой цинка предназначен для перекрытия алюминия и матрицы из сплава и последующих покрытий. Важный мост, Фэн Шаобин и др. [7] изучили применение и механизм иммерсионного слоя цинка на алюминиевой подложке, а также представили новейшие технологии и применение процесса иммерсии цинка. Гальваника после погружения в цинк также может образовывать тонкую пористую пленку на поверхности алюминия, а затем гальваническое покрытие.

Покрытие без применения электролита относится к технологии формирования пленки, при которой металлическое покрытие наносится на поверхность металла путем автокаталитической химической реакции в растворе, сосуществующем с солью металла и восстановителем. Среди них наиболее широко используется металлизация сплава Ni-P. По сравнению с процессом гальваники, химическое нанесение покрытия является более сложным.

Полученный сплав Ni-P с очень низким уровнем загрязнения является хорошей заменой хромированию. Однако существует много технологического оборудования для химического нанесения покрытия, расход материалов велик, время работы длительное, рабочие процедуры обременительны, а качество покрытия деталей трудно гарантировать. Например, Feng Liming et al. В [8] изучалась спецификация процесса покрытия никель-фосфорным сплавом химическим способом, которая включает только этапы предварительной обработки, такие как обезжиривание, погружение в цинк и промывку водой на основе состава алюминиевого сплава 6063. Результаты экспериментов показывают, что процесс прост, слой никеля, полученного методом химического восстановления, имеет высокий глянец, сильную силу сцепления, стабильный цвет, плотное покрытие, содержание фосфора от 10% до 12%, а твердость состояния покрытия может достигать более 500HV, что намного выше, чем у анода. Оксидный слой [8]. В дополнение к нанесению покрытия из сплава Ni-P методом химического восстановления, существуют и другие сплавы, такие как сплав Ni-Co-P, изученный Янгом Эрбингом [9]. Пленка имеет высокую коэрцитивную силу, небольшую намагниченность и отличное электромагнитное преобразование. Особенности, могут использоваться в дисках высокой плотности и других областях, с химическим покрытием

Метод Ni-Co-P позволяет получить пленку из магнитного сплава однородной толщины на подложке любой сложной формы и обладает такими преимуществами, как экономия, низкое энергопотребление и удобство эксплуатации.

3 Покрытие поверхности

3.1 Лазерная наплавка

В последние годы использование высокоэнергетических лучевых лазеров для лазерной наплавки поверхностей из алюминиевых сплавов может эффективно улучшить твердость и износостойкость поверхностей из алюминия и алюминиевых сплавов. Например, CO 5 -лазер мощностью 2 кВт используется для нанесения плазменного покрытия Ni-WC на ​​поверхность сплава ZA111. Полученный слой лазерного наплавления имеет высокую твердость, а его сопротивление смазке, износу и истиранию в 1.75 раза больше, чем у напыленного покрытия без лазерной обработки, и в 2.83 раза больше, чем у матрицы сплава Al-Si. Чжао Юн [11] использовал CO 2 -лазеры в подложках из алюминия и алюминиевых сплавов.

Он покрыт порошковым покрытием Y и Y-Al, порошок нанесен на поверхность подложки заданным методом порошкового покрытия, лазерная ванна защищена аргоном, и определенное количество CaF 2, LiF и MgF 2 составляет добавляется в качестве шлакообразующего агента. При определенных параметрах процесса лазерной наплавки может быть получено однородное и непрерывное плотное покрытие с металлургической границей раздела. Лу Вэйсинь [12] использовал CO 2 лазер для получения порошкового покрытия Al-Si, порошкового покрытия Al-Si + SiC и порошкового покрытия Al-Si + Al 2 O 3 на подложке из алюминиевого сплава методом лазерной наплавки. , Порошковое покрытие из алюминиевой бронзы. Чжан Сонг и др. [13] использовали непрерывный Nd: YAG-лазер мощностью 2 кВт в алюминии AA6 0 6 1.

Поверхность сплава покрывается лазером из керамического порошка SiC, и слой, модифицированный композитом с поверхностной металлической матрицей (MMC), может быть приготовлен на поверхности алюминиевого сплава посредством обработки лазерным плавлением.

3.2 Композитное покрытие

Самосмазывающееся композитное покрытие из алюминиевого сплава с превосходными антифрикционными и износостойкими свойствами имеет отличные перспективы применения в машиностроении, особенно в области передовых технологий. Поэтому пористая мембрана из оксида алюминия со структурой пористой матрицы также привлекает все больше внимания людей. Внимание, технология композитного покрытия из алюминиевого сплава стала одной из горячих точек современных исследований. Цюй Чжицзянь [14] изучал технологию самосмазывающегося покрытия из алюминия и алюминиевого сплава 6063. Основным процессом является твердое анодирование алюминия и алюминиевого сплава 6063, а затем использование метода горячего погружения для введения частиц ПТФЭ в поры оксидной пленки. И на поверхности после вакуумной прецизионной термообработки образуется композитное покрытие. Ли Чжэньфан [15] исследовал новый процесс, сочетающий покрытие смоляной краской и процесс гальваники на поверхности дисков из алюминиевого сплава, применяемых в автомобилях. Время испытания CASS составляет 66 часов, скорость образования пузырей ≤3%, скорость утечки меди ≤3%, динамический баланс снижен на 10 ~ 20 г, а полимерная краска и металлическое покрытие имеют красивый внешний вид.

4 Другие методы

4.1 Метод ионной имплантации

Метод ионной имплантации использует пучки ионов высокой энергии для бомбардировки мишени в вакууме. Возможна практически любая ионная имплантация. Имплантированные ионы нейтрализуются и остаются в положении замещения или положении зазора твердого раствора с образованием несбалансированного поверхностного слоя. Алюминиевый сплав

Повышается твердость поверхности, износостойкость и коррозионная стойкость. Магнетронное распыление чистого титана с последующей имплантацией азота / углерода PB11 может значительно улучшить микротвердость модифицированной поверхности. Магнетронное распыление в сочетании с вдуванием азота может повысить твердость подложки с 180HV до 281.4HV. Магнетронное распыление в сочетании с инжекцией углерода может увеличиться до 342HV [16]. Магнетронное распыление чистого титана с последующей имплантацией азота / углерода PB11 может значительно улучшить микротвердость модифицированной поверхности. Ляо Цзясюань и др. [17] выполнили имплантацию композита титана, азота и углерода на основе плазменной ионной имплантации алюминиевого сплава LY12 и достигли значительных модифицирующих эффектов. Чжан Шэнтао и Хуанг Цзунцин из Чунцинского университета [18] провели имплантацию ионов титана на алюминиевый сплав. Результаты показали, что имплантация ионов титана на поверхность алюминиевого сплава является эффективным способом повышения его устойчивости к хлорид-ионной коррозии и может улучшить способность алюминиевого сплава противостоять хлорид-ионной коррозии. Расширьте диапазон потенциалов пассивирования алюминиевого сплава в NaCl и других растворах, а также уменьшите плотность и размер коррозионных пор, корродированных ионами хлора.

4.2 Конверсионное покрытие из редкоземельных элементов

Конверсионное покрытие поверхности из редкоземельных элементов может улучшить коррозионную стойкость алюминиевых сплавов, и этот процесс в основном представляет собой химическое погружение. Редкоземельные элементы полезны для анодного окисления алюминиевых сплавов. Он увеличивает способность алюминиевого сплава воспринимать поляризацию и в то же время улучшает коррозионную стойкость оксидной пленки. Поэтому редкоземельные элементы используются в

Хорошие перспективы развития имеет обработка поверхности алюминиевых сплавов [19]. Ши Ти и др. [20] исследовали процесс формирования конверсионной пленки соли церия на поверхности нержавеющего алюминия LF21 путем электролитического осаждения. Ортогональный эксперимент был использован для изучения влияния взаимосвязанных факторов на процесс формирования пленки и были получены лучшие технические параметры. Результаты показывают, что процесс анодной коррозии нержавеющего алюминия блокируется после обработки электролитическим осаждением конверсионной пленки редкоземельных элементов, его коррозионная стойкость значительно улучшается, а также значительно улучшается гидрофильность. Чжу Липинг и др. [21] использовали сканирующую электронную микроскопию (SEM), энергетическую спектроскопию (EMS) и методы испытаний в солевом тумане для систематического изучения структуры, состава и плотности конверсионного покрытия из соли церия из редкоземельного сплава из алюминиевого сплава на его коррозионную стойкость. Влиять. Результаты исследования показывают, что редкоземельный элемент церий в пленке эффективно подавляет точечную коррозию алюминиевого сплава и значительно улучшает его коррозионную стойкость.

Решающую роль играет коррозионная стойкость. В настоящее время существуют различные методы обработки поверхности алюминия и алюминиевых сплавов, и их функциональность становится все сильнее и сильнее, что может удовлетворить потребности алюминия и алюминиевых сплавов в жизни, лечении, машиностроении, авиакосмической промышленности, приборостроении, электронных приборах, продуктах питания и легкая промышленность и др. Обязательно. В будущем обработка поверхности алюминия и алюминиевых сплавов будет простой технологической, стабильной по качеству, масштабной, энергосберегающей и экологически чистой.

Направление развития. Это блок-сополимер реакции сложноэфир-амидного обмена с высокой степенью конверсии. Коршак и др. [11] сообщили, что когда 1% PbO 2 или 2% PbO 2 используется в качестве катализатора и нагревается при 260 градусах в течение 3-8 часов, реакция между полиэфиром и полиамидом также будет происходить. Реакция обмена сложного эфира и амида оказывает определенное влияние на совместимость системы смешивания. Се Сяолинь, Ли Жуйся и др. [12] с использованием раствора

Метод, простое механическое смешение (метод плавления 1) и наличие метода смешения с помощью сложноэфирно-амидной реакции обмена (метод плавления) для смешения ПЭТ и ПА66, систематический анализ ДСК и совместимость системы смешения ПЭТ / ПА66. Пол обсуждались в некоторой степени. Результаты показывают, что система смеси ПЭТ / ПА66 является термодинамически несовместимой системой, и совместимость смеси расплава лучше, чем совместимость смеси раствора, а блок-сополимер, полученный смесью ПЭТ / ПА66, совместим с двумя фазами. был улучшен; с увеличением содержания PA66 температура плавления смеси снижалась. Блок-сополимер ПЭТ / РА66, образованный в результате реакции, увеличивает эффект зародышеобразования РА66 на кристаллизацию фазы ПЭТ, что приводит к плавлению. Кристалличность смеси Френч выше, чем кристалличность смеси, полученной методом плавления 1. Zhu Hong et al. [13] использовали п-толуолсульфоновую кислоту (TsOH) и титанатные связующие агенты в качестве катализаторов для реакции сложноэфир-амидного обмена между нейлоном-6 и ПЭТ для достижения совместимости на месте смесей нейлон-6 / ПЭТ. Результаты наблюдений с помощью сканирующего электронного микроскопа показывают, что смесь нейлон-6 / ПЭТ представляет собой систему разделения кристаллических фаз с плохой совместимостью. Добавление п-толуолсульфоновой кислоты и титанатного связующего агента в качестве катализатора для стимулирования образования блоков на месте Сополимер увеличивает межфазную связь между двумя фазами, делает дисперсную фазу измельченной и равномерно распределенной и помогает увеличить функцию распространения трещин в смеси . Оба помогают улучшить совместимость смеси и увеличить межфазную адгезию двух фаз.

2 Outlook

В последние годы отечественные исследователи провели много исследований по смесям полиамида и полиэстера и получили много полезных выводов, заложивших хорошую основу для будущих исследований в этой области. В настоящее время следует обратить внимание на то, чтобы способствовать дальнейшему развитию смесевых материалов из полиамида и полиэстера и применить сделанные ранее выводы к реальной производственной практике. Путем модификации этих двух компонентов получается новый материал, который сохраняет преимущества двух компонентов. Он имеет отличные механические свойства, водостойкость лучше, чем у полиамида, а ударная вязкость лучше, чем у полиэстера. Он широко используется в электронной, электротехнической и автомобильной промышленности. заявление.

Ссылка на эту статью ： Технология обработки поверхности алюминиевого сплава

Заявление о перепечатке: Если нет специальных инструкций, все статьи на этом сайте являются оригинальными. Укажите источник для перепечатки: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® обеспечивает полный спектр Custom Precision обработка с чпу китай Services.ISO 9001: 2015 и AS-9100 сертифицированы. 3, 4 и 5-осевая быстрая точность CNC-обработка услуги, включая фрезерование, токарную обработку по спецификации заказчика, возможность обработки деталей из металла и пластика с допуском +/- 0.005 мм. Дополнительные услуги включают ЧПУ и обычное шлифование, сверление,литье под давлением,листовой металл и штамповка.Предоставление прототипов, полный цикл производства, техническая поддержка и полный осмотр. автомобильный, авиационно-космический, пресс-форма и приспособление, светодиодное освещение,основным медицинским, велосипед и потребитель электроника отрасли. Своевременная доставка. Расскажите нам немного о бюджете вашего проекта и ожидаемых сроках доставки. Вместе с вами мы разработаем стратегию предоставления наиболее рентабельных услуг, которые помогут вам достичь поставленной цели. Добро пожаловать, чтобы связаться с нами ( sales@pintejin.com ) непосредственно для вашего нового проекта.