CN109115651A - 微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 - Google Patents
微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109115651A CN109115651A CN201811113949.7A CN201811113949A CN109115651A CN 109115651 A CN109115651 A CN 109115651A CN 201811113949 A CN201811113949 A CN 201811113949A CN 109115651 A CN109115651 A CN 109115651A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- arc oxidation
- aluminium alloy
- differential arc
- corrosion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/006—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，属于材料腐蚀技术领域。铝合金在高电压作用下，氧化膜被击穿，并在高温下被熔化，产生微弧放电现象，形成陶瓷氧化层；将待测样品浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面并计算失重量，对耐蚀性进行评定。该检测方法具有快速、简单、方便的特点。测量结果相对浸泡试验具有高效、精确的特点，所需混合液配制较为方便。电化学测试实验虽然可以快速测定试样的电极电位，但在分析材料的腐蚀性能方面存在随机性和不稳定性，其原因除受腐蚀介质的浓度、温度和湿度等影响外，还与样品本身的组织状态有关。可快速、简单、方便的测定或对比材料的腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及材料腐蚀技术领域，特别涉及一种微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法。
背景技术
铝合金具有优良的物理、化学、力学和加工性能，可满足从厨房到尖端科技、建筑、交通、航空航天等各行各业的多种使用要求，尤其在飞机、宇宙飞船等航空航天金属结构材料中，铝合金已经成为主要的使用材料。但是，目前铝合金的某些性能还不理想，如耐磨性、耐蚀性、耐热性差，刚度小，作为机械构件具有质软、摩擦系数高、磨损大、润滑性差等弱点，因此应用范围受到一定限制。
微弧氧化技术是一种新型的表面处理技术，突破了传统法拉第区域阳极氧化的限制，可对铝合金进行电化学、微等离子体形式的高温高压处理，使非晶结构的氧化层发生相结构变化，生成原位生长的致密陶瓷膜。经微弧氧化处理后，铝合金具有高显微硬度、高耐热性、高耐蚀性等优良性能，甚至可以代替高硬度合金钢或耐热金属制造零件，应用范围得以大大拓宽。微弧氧化按照氧化法可以分为：直流法、单脉冲法以及双向脉冲法即交流氧化法。最早的氧化法都是基于直流模式进行的。20世纪70年代中期德国首先采用直流单脉冲电源进行微弧氧化实验，之后很多学者开始研究单脉冲法在铝及其合金上的微弧氧化。俄罗斯从20世纪70年代中后期开始研究交流脉冲微弧氧化法，直到现在交流氧化法一直是研究的热点。
微弧氧化膜层与阳极氧化膜层同样是一种不连续多孔膜层，膜层的耐蚀性仍受到一定的限制。为进一步提高膜层的耐蚀性能，可以采用一些后处理技术进行提高，常用的后处理技术为封闭。封闭的原理是将膜层中的不连续孔洞用封闭液中的大分子或化合产物进行封孔，以达到基体与外界的空气隔绝效果，从而提高了膜层的耐蚀性。常用的封闭方法有：沸水封闭、水蒸气封闭、铬酸盐封闭、水解盐封闭、常温封闭等。
传统浸泡试验方法虽然所需设备简便，但是耗时较长，不能进行即时的检测，且试样在NaCl中经过长时间浸泡也会对铝合金基体产生腐蚀，并不能准确的检测膜层的性能。
传统电化学检测方法所需技术复杂，设备要求较高，且后续计算复杂，故较难在现场推广使用。
综上所述，现有的微弧氧化膜层性能检测方法繁琐且计算较为复杂，或不够精确简便。亟待改进。本文旨在建立一种简便快捷的膜层性能的实时监测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，是一种简便快捷的膜层性能的实时监测方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明采用单脉冲法在铝合金表面得到微弧氧化涂层，保证了较低成本输入、较高的检测效率和较好的测量结果。总结膜厚随处理时间的变化规律：开始阶段，工件表面的膜厚值逐渐增加，随着处理时间地延长，工件表面的膜层较为均匀，耐蚀效果较好。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，铝合金在高电压作用下，氧化膜被击穿，并在高温下被熔化，产生微弧放电现象，形成陶瓷氧化层；将待测样品浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面并计算失重量，对耐蚀性进行评定。包括以下步骤：
步骤（1）将尺寸为30×10×4mm的试样铝合金使用机械打磨的方式去除表面的氧化膜，准备做微弧氧化处理；
步骤（2）配制微弧氧化电解液NaOH, EDTA-2Na, Na2SiO3，将试样置于微弧氧化设备阳极，不锈钢电解槽作为阴极，恒压模式下微弧氧化加工30分钟，终止电压在480V；
步骤（3）将微弧氧化完成的试样取出并放进水浴锅沸水中5分钟进行封孔处理，吹干称取试样重量，精确到0.0001g；
步骤（4）将微弧氧化后的试样按容面比浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面，对耐蚀性进行评定；吹干样品并称重，精确到0.0001g，计算失重量，对膜层性能做综合评定。
步骤（3）所述的微弧氧化完成后，得到的膜层的组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和3Al2O3·2SiO2，因而在铝合金表面形成了一层致密的陶瓷膜；陶瓷膜与磷酸和铬酸混合液反应，并通过浸泡时间来进行观察不同的腐蚀程度，并计算失重量。
本发明的有益效果在于：铬酸和磷酸的混合液不会对铝合金基体产生腐蚀，只会腐蚀膜层，故测量结果相对浸泡试验具有高效、精确的特点，所需混合液配制较为方便。电化学测试实验虽然可以快速测定试样的电极电位，但在分析材料的腐蚀性能方面存在随机性和不稳定性，其原因除受腐蚀介质的浓度、温度和湿度等影响外，还与样品本身的组织状态有关。为了开发一种快速测定或比较材料腐蚀性能的实验方法，本发明公开的测定材料腐蚀性能的方法，可快速、简单、方便的测定或对比材料的腐蚀性能。
具体实施方式
下面进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
本发明的微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，铝合金在高电压作用下，氧化膜被击穿，并在高温下被熔化，产生微弧放电现象，形成陶瓷氧化层；将待测样品浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面并计算失重量，对耐蚀性进行评定。包括以下步骤：
步骤（1）将尺寸为30×10×4mm的试样铝合金使用机械打磨的方式去除表面的氧化膜，准备做微弧氧化处理；
步骤（2）配制微弧氧化电解液NaOH, EDTA-2Na, Na2SiO3，将试样置于微弧氧化设备阳极，不锈钢电解槽作为阴极，恒压模式下微弧氧化加工30分钟，终止电压在480V；
步骤（3）将微弧氧化完成的试样取出并放进水浴锅沸水中5分钟进行封孔处理，吹干称取试样重量，精确到0.0001g；
步骤（4）将微弧氧化后的试样按容面比浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面，对耐蚀性进行评定；吹干样品并称重，与浸泡之前比较，精确到0.0001g。
步骤（3）所述的微弧氧化完成后，得到的膜层的主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和3 Al2O3·2SiO2，因而在铝合金表面形成了一层致密的陶瓷膜；陶瓷膜与磷酸和铬酸混合液反应，并通过浸泡时间来进行观察不同的腐蚀程度，并计算失重量。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，其特征在于：铝合金在高电压作用下，氧化膜被击穿，并在高温下被熔化，产生微弧放电现象，形成陶瓷氧化层；将待测样品浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面并计算失重量，对耐蚀性进行评定。
2.根据权利要求1所述的微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1）将尺寸为30×10×4mm的试样铝合金使用机械打磨的方式去除表面的氧化膜，准备做微弧氧化处理；
步骤（2）配制微弧氧化电解液NaOH, EDTA-2Na, Na2SiO3，将试样置于微弧氧化设备阳极，不锈钢电解槽作为阴极，恒压模式下微弧氧化加工30分钟，终止电压在480V；
步骤（3）将微弧氧化完成的试样取出并放进水浴锅沸水中5分钟进行封孔处理，吹干称取试样重量，精确到0.0001g；
步骤（4）将微弧氧化后的试样按容面比浸没于磷酸和铬酸混合液溶液中，并经超声波震荡处理；取出样品，观察样品表面，对耐蚀性进行评定；吹干样品并称重，与浸泡之前比较，精确到0.0001g。
3.根据权利要求1所述的微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法，其特征在于：步骤（3）所述的微弧氧化完成后，得到的膜层的组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和3 Al2O3·2SiO2，因而在铝合金表面形成了一层致密的陶瓷膜；陶瓷膜与磷酸和铬酸混合液反应，并通过浸泡时间来进行观察不同的腐蚀程度，并计算失重量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811113949.7A CN109115651A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811113949.7A CN109115651A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109115651A true CN109115651A (zh) | 2019-01-01 |
Family
ID=64856631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811113949.7A Withdrawn CN109115651A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109115651A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102080248A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-06-01 | 浙江工业大学 | 一种镁合金微弧氧化膜的制备方法 |
| CN103484849A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-01-01 | 邓才松 | 一种铝合金活塞及精密摩擦副表面处理方法 |
| CN106757267A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 山西平阳重工机械有限责任公司 | 一种铸造铝基复合材料表面军绿色微弧氧化膜的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-25 CN CN201811113949.7A patent/CN109115651A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102080248A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-06-01 | 浙江工业大学 | 一种镁合金微弧氧化膜的制备方法 |
| CN103484849A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-01-01 | 邓才松 | 一种铝合金活塞及精密摩擦副表面处理方法 |
| CN106757267A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 山西平阳重工机械有限责任公司 | 一种铸造铝基复合材料表面军绿色微弧氧化膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 中国农业机械化科学研究院第三研究室: "《农村几点排灌设备检修简明手册 上册 柴油机和汽油机》", 30 June 1966 * |
| 徐卫军 等: "触变成形AZ91D镁合金在NaCl水溶液中腐蚀特征", 《材料热处理》 * |
| 薛文斌 等: "6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析", 《功能材料》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhuang et al. | A study on microstructure and corrosion resistance of ZrO2-containing PEO coatings formed on AZ31 Mg alloy in phosphate-based electrolyte | |
| Gnedenkov et al. | Composite fluoropolymer coatings on the MA8 magnesium alloy surface | |
| Gnedenkov et al. | Composite polymer-containing protective coatings on magnesium alloy MA8 | |
| Arrabal et al. | Assessment of duplex coating combining plasma electrolytic oxidation and polymer layer on AZ31 magnesium alloy | |
| Wang et al. | Investigating local corrosion behavior and mechanism of MAO coated 7075 aluminum alloy | |
| Xiang et al. | Effects of current density on microstructure and properties of plasma electrolytic oxidation ceramic coatings formed on 6063 aluminum alloy | |
| Liang et al. | Comparison of electrochemical corrosion behaviour of MgO and ZrO2 coatings on AM50 magnesium alloy formed by plasma electrolytic oxidation | |
| Wang et al. | Corrosion characterization of micro-arc oxidization composite electrophoretic coating on AZ31B magnesium alloy | |
| Li et al. | In situ pH measurement during the formation of conversion coatings on an aluminum alloy (AA2024) | |
| Laleh et al. | Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy | |
| Cheng et al. | Plasma electrolytic oxidation and corrosion protection of Zircaloy-4 | |
| Liu et al. | Effect of additives on the properties of plasma electrolytic oxidation coatings formed on AM50 magnesium alloy in electrolytes containing K2ZrF6 | |
| Usman et al. | The effect of exposure conditions on performance evaluation of post-treated anodic oxides on an aerospace aluminium alloy: Comparison between salt spray and immersion testing | |
| Liu et al. | Investigation on adhesion strength and corrosion resistance of Ti-Zr aminotrimethylene phosphonic acid composite conversion coating on 7A52 aluminum alloy | |
| Han et al. | An investigation of plasma electrolytic oxidation coatings on crevice surface of AZ31 magnesium alloy | |
| Del Olmo et al. | Effect of cerium (IV) on thin sulfuric acid anodizing of 2024-T3 alloy | |
| Yu et al. | Improved electrochemical performance of trivalent-chrome coating on Al 6063 alloy via urea and thiourea addition | |
| CN103147112B (zh) | 一种电解液及其用于制备核燃料棒锆合金包壳微弧氧化膜的用途和方法 | |
| Dilimon et al. | A Review on the Application‐Focused Assessment of Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) Coatings Using Electrochemical Impedance Spectroscopy | |
| Li et al. | Effects of polyvinylidene fluoride sealing on micro-arc oxidation coating of 7075 aluminum alloy | |
| Wang et al. | Microarc oxidation coating fabricated on AZ91D Mg alloy in an optimized dual electrolyte | |
| Wang et al. | Effect of the nitrogen inducing agents on the corrosion behavior of the oxide coatings prepared by electrolytic plasma processing on the Al2021 alloy | |
| Zhuang et al. | Effects of oxidation time on corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation coatings on magnesium alloy | |
| CN109115651A (zh) | 微弧氧化涂覆铝合金耐蚀程度测量方法 | |
| Zhan et al. | Effects of nickel additive on micro-arc oxidation coating of AZ63B magnesium alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190101 |