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鋁合金表面無鉻化學(xué)性能探索論文
1實驗部分
實驗材料是鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜需要鋁合金、高錳酸鉀、鉬酸鹽，其成分包括Si：11.2-12.2%、Cu：0.3%、Fe：0.3%、Mn：0.5-0.8%、Mg：0.1%、Zn：0.5%、Ti：0.1-0.2%、AI：余量。將這些材料在工業(yè)電阻爐中熔煉，采用鐘罩法精煉，靜置10分鐘左右后扒渣。在實驗室的實驗環(huán)境下條件下，鋁合金篇經(jīng)過水砂紙打磨、除油、酸堿洗、蒸餾水沖洗等。采用高錳酸鉀、鉬酸鈉為主要成為的溶液，鉬酸鈉預(yù)先確定為10g/L，改變膜工藝中的因素，比如溫度、時間、PH值等。采用3.5%的鹽水、0.2mol/LNaOH溶液進行腐蝕試驗。最后觀察分析鋁合金表面試驗結(jié)果，采用顯微鏡觀察試驗過程中其形態(tài)，對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備及其性能進行分析。
2試驗結(jié)果與分析
從無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備工藝條件的關(guān)系曲線圖查看，在160℃時，抗拉強度均隨時效時間的延長呈現(xiàn)增加趨勢，20小時后沒有發(fā)現(xiàn)降低，說明鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜在150℃時效在20小時內(nèi)不存在過時效的問題，在整個過程當(dāng)中溫度沒有過低，未獲取強度峰值。在175℃時，保溫時間在12小時以內(nèi)，強度不斷增大，到12小時到達峰值，隨后下降，出現(xiàn)過時效。樣時效2小時強度和鑄態(tài)相比，有明顯的提高，6小時候后，強度不斷下降，試樣180℃時效6小時后出現(xiàn)過時效。從無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的關(guān)系曲線圖查看。在160℃時效，鋁合金式樣的硬度很快的提升，鋁合金式樣的硬度均一致隨時間增加而增加，增長情況與強度時間曲線變化規(guī)律是一致。在170℃時效，鋁合金式樣硬度不斷增加，到9個小時以后開始下降。從伸長率與熱處理工藝關(guān)系圖查看。鋁合金式樣伸長率較鑄態(tài)都有明顯的下降，伸長率下降在各時效，在180℃時下降最多。無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備性能受溫度的影響很大，時效溫度和時間是影響合金性能的關(guān)鍵因素。如果有高的硬度、強度和一定的伸長率，鋁合金試樣，165℃，9小時為宜。雖然力學(xué)性能隨時間不同的變化規(guī)律，但是在最佳工藝條件有相近的峰值。
3鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的性能
溫度對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響很大，固溶處理之后溶質(zhì)原子過飽和，時效過程鋁合金中強化相析出動力也就越大。提高鋁合金固溶的加熱溫度，延長其固溶加熱的時間，經(jīng)過時效強化后，可以讓合金表面抗腐蝕能力提高。提高固溶加熱溫度，讓合金晶粒粗化，使合金強度降低。綜合考慮鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的性質(zhì)，通過采用低溫時效對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜進行處理，在低溫下對鋁合金進行試驗，防止晶粒粗化，保證在固溶處理后獲得均勻細小的晶粒，為時效處理提供良好的基礎(chǔ)組織。試驗表明鋁合金經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后期表面的轉(zhuǎn)化膜是均勻的一層，生成的轉(zhuǎn)化膜收到溫度的影響很大。
4分析成膜機理
利用儀器對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的主要成分進行分析。轉(zhuǎn)化膜中的主要成分含鎂、鋁、氧、錳等元素，其中鎂、鋁是轉(zhuǎn)化膜中氧化物帶來的元素，沒有檢測出鉬元素，鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜表面會含有少量的鉬元素。鋁合金表面微觀分布不均勻，表酸性介質(zhì)中強氧化性的高錳酸鉀和鉬酸鹽會讓電子得到還原反應(yīng)。從而加速促成氧化膜。氧化劑被還原后成為氧化物轉(zhuǎn)化膜或者低價離子進入到液體當(dāng)中，氟離子的腐蝕作用可以活化成膜前的表面，另一方面其較強的綜合能力也可以促進鋁離子生成，讓其表面成膜速度快，并且表面成膜比較均勻。
5結(jié)論
通過對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的試驗和分析，了解溫度對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的影響，時效技術(shù)在對鋁合金的強化生產(chǎn)中有很大的作用。對鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜時效技術(shù)的了解，也是為了緊密結(jié)合現(xiàn)在工程對鋁合金的需求量比較大的現(xiàn)象。揭示熱處理能夠促進鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。對低溫時效對鋁合金的影響進行了分析，揭示鋁合金強化時效工藝。了解到時效時間縮短可以降低成本，時效技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。鋁合金壓鑄目前被航空航天、汽車、機械等多個領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，但是與發(fā)達國家相比，國內(nèi)的鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝還不是很成熟，需要以后不斷的實驗研究鋁合金表面無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜組織的性能，提高我國鋁合金表面的工藝及技術(shù)。
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