La tecnología de tratamiento superficial de la aleación de aluminio.

1 tratamiento de oxidación

El tratamiento de oxidación es principalmente oxidación anódica, oxidación química y oxidación por microarco. Xu Lingyun y col. [1] estudió las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio A356 realizando tres tratamiento de superficiess: oxidación química, anodización y oxidación por microarco. A través de la tecnología SEM, la prueba de desgaste y la prueba de resistencia a la corrosión, la morfología de la superficie, el espesor de la capa de óxido, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio después de tres tratamiento de superficiess fueron analizados y comparados en detalle. Los resultados muestran que después de diferentes tratamiento de superficiess, la superficie de la aleación de aluminio puede formar películas de óxido de diferentes espesores, la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste se mejoran significativamente, y la resistencia a la corrosión de la aleación también se mejora en diversos grados. En términos de rendimiento general, la oxidación por microarco es mejor que la oxidación anódica y la oxidación anódica es mejor que la oxidación química.

1.1 anodizado

La anodización también se denomina oxidación electrolítica, que es esencialmente un tratamiento de oxidación electroquímica. Utiliza aluminio y aleaciones de aluminio como ánodos en la celda electrolítica, y se forma una película de óxido (principalmente una capa de Al 2 O 3) en la superficie de aluminio después del encendido. La película de óxido obtenida por oxidación anódica tiene buena resistencia a la corrosión, proceso estable y fácil promoción. Es el método de tratamiento de superficies más básico y más común para el aluminio y las aleaciones de aluminio en mi país moderno. La película de óxido anódico tiene muchas características: la capa de barrera de la película de óxido tiene alta dureza, buena resistencia al desgaste, buena resistencia a la corrosión, buen material aislante, alta estabilidad química y se puede utilizar como película base para revestimientos; la película de óxido tiene muchos agujeros y se puede utilizar en varios teñidos y colorantes para aumentar el rendimiento decorativo de la superficie de aluminio; la conductividad térmica de la película de óxido es muy baja, y es un buen aislamiento térmico y una capa protectora resistente al calor. Sin embargo, la oxidación anódica actual del aluminio y las aleaciones de aluminio suele utilizar cromato como oxidante, lo que provoca una gran contaminación medioambiental.

En la investigación actual sobre anodización de aluminio y aleaciones de aluminio, también se presta atención al uso de las características de ciertos iones metálicos para optimizar las propiedades del aluminio y sus aleaciones. Por ejemplo, Tian Lianpeng [2] utilizó tecnología de implantación de iones para inyectar titanio en la superficie de la aleación de aluminio, y luego realizó una anodización adicional para obtener una capa de película anodizada compuesta de aluminio y titanio, que hizo que la superficie de la película anodizada fuera más plana y uniforme. y mejoró la anodización de la aleación de aluminio. La densidad de la película; La implantación de iones de titanio puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión de la película de óxido anódico de aleación de aluminio en soluciones ácidas y alcalinas de NaCl, pero no afecta la estructura amorfa de la película de óxido anódico de aleación de aluminio. La implantación de iones de níquel hace que la estructura de la superficie y la morfología de la película de óxido anódico de aluminio sean más densas y uniformes. El níquel inyectado existe en forma de níquel metálico y óxido de níquel en la película de óxido anódico de aleación de aluminio.

1.2 Oxidación química

La oxidación química se refiere a un método de recubrimiento en el que una superficie de aluminio limpia interactúa con el oxígeno en una solución oxidante a través de la acción química bajo ciertas condiciones de temperatura para formar una película densa de óxido. Existen muchos métodos de oxidación química para el aluminio y las aleaciones de aluminio, según la naturaleza de la solución.
Se puede dividir en alcalino y ácido. Según la naturaleza de la película, se puede dividir en película de óxido, película de fosfato, película de cromato y película de ácido crómico-fosfato. La película de óxido obtenida por oxidación química de aluminio y piezas de aleación de aluminio tiene un espesor de aproximadamente 0.5 ~ 4 μm. Tiene poca resistencia al desgaste y menor resistencia a la corrosión que la película de óxido anódico. No es adecuado para usarse solo, pero tiene cierta resistencia a la corrosión y buenas propiedades físicas. La capacidad de absorción es una buena imprimación para pintar. La pintura después de la oxidación química del aluminio y la aleación de aluminio puede mejorar en gran medida la fuerza de unión entre el sustrato y el revestimiento, y mejorar la resistencia a la corrosión del aluminio [3].

1.3 Método de oxidación por microarco

La tecnología de oxidación de microarco también se conoce como tecnología de oxidación de micro-plasma o tecnología de deposición por chispa de ánodo, que es un tipo de crecimiento in situ a través de la descarga de micro-plasma en la superficie del metal y sus aleaciones. Oxidación
La nueva tecnología de membrana cerámica. La película de superficie formada por esta tecnología tiene una fuerte fuerza de unión con el sustrato, alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, alta resistencia al choque térmico, buen aislamiento eléctrico de la película y alto voltaje de ruptura. No solo eso, la tecnología adopta el método de calentamiento avanzado de calentamiento por arco de micro plasma con una densidad de energía extremadamente alta, la estructura de la matriz no se ve afectada y el proceso no es complicado y no causa contaminación ambiental. Es una nueva tecnología prometedora para el tratamiento de superficies de materiales. Se está convirtiendo en un foco de investigación en el campo de la tecnología internacional de ingeniería de superficies de materiales. Zhang Juguo y col. 

Usado mecanizado de aluminio La aleación LY12 como material de prueba, utilizó un equipo de oxidación de microarco MAO240 / 750, un medidor de espesor TT260 y un microscopio electrónico de barrido AMARY-1000B para estudiar los efectos del voltaje del arco, la densidad de la corriente y el tiempo de oxidación en la capa de cerámica. Impacto en el rendimiento. A través de una serie de experimentos de proceso de oxidación por microarco de aleación de aluminio con electrolito de Na 2 SiO 3, la ley de crecimiento de la película de óxido cerámico durante el proceso de oxidación del microarco y la influencia de diferentes composiciones y concentraciones de electrolitos en la calidad del óxido cerámico. se estudian películas. La oxidación por microarco de la superficie de la aleación de aluminio es un proceso muy complicado, que incluye la formación electroquímica de la película de óxido inicial y la posterior ruptura de la película cerámica, que incluye los efectos físicos de la termoquímica, electroquímica, luz, electricidad y calor. . 

Un proceso se ve afectado por el material del sustrato en sí, los parámetros de la fuente de alimentación y los parámetros de los electrolitos, y es difícil de monitorear en línea, lo que trae dificultades a la investigación teórica. Por lo tanto, hasta ahora, todavía no existe un modelo teórico que pueda explicar satisfactoriamente varios fenómenos experimentales, y la investigación sobre su mecanismo aún necesita una mayor exploración y mejora.

2 Galvanoplastia y galvanoplastia

La galvanoplastia consiste en depositar una capa de otro revestimiento metálico sobre la superficie del aluminio y la aleación de aluminio mediante métodos químicos o electroquímicos, que pueden cambiar las propiedades físicas o químicas de la superficie de la aleación de aluminio. superficie

Conductividad; el cobre, el níquel o el estañado pueden mejorar la soldabilidad de la aleación de aluminio; y el estaño en baño caliente o la aleación de aluminio y estaño pueden mejorar la lubricidad de la aleación de aluminio; mejorar generalmente la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste de la aleación de aluminio con cromado o niquelado; El cromado o el niquelado también pueden mejorar su decoración. El aluminio se puede electrolizar en el electrolito para formar un revestimiento, pero el revestimiento es fácil de despegar. Para resolver este problema, el aluminio se puede depositar y recubrir en una solución acuosa que contiene un compuesto de zinc. La capa de inmersión de zinc sirve para unir el aluminio y su matriz de aleación y los recubrimientos posteriores. Puente importante, Feng Shaobin et al. [7] estudió la aplicación y el mecanismo de la capa de inmersión de zinc sobre el sustrato de aluminio e introdujo la última tecnología y aplicación del proceso de inmersión de zinc. La galvanoplastia después de la inmersión en zinc también puede formar una fina película porosa en la superficie del aluminio y luego la galvanoplastia.

El enchapado no electrolítico se refiere a una tecnología de formación de película en la que un recubrimiento metálico se deposita sobre una superficie metálica mediante una reacción química autocatalítica en una solución que coexiste con una sal metálica y un agente reductor. Entre ellos, el más utilizado es el enchapado de aleación de Ni-P no electrolítico. Comparado con el proceso de galvanoplastia, el galvanizado es un

Un proceso de muy baja contaminación, la aleación de Ni-P obtenida es un buen sustituto del cromado. Sin embargo, existen muchos equipos de proceso para el enchapado no electrolítico, el consumo de material es grande, el tiempo de operación es largo, los procedimientos de trabajo son engorrosos y la calidad de las piezas enchapadas es difícil de garantizar. Por ejemplo, Feng Liming et al. [8] estudió una especificación de proceso para el enchapado de aleación de níquel-fósforo no electrolítico que solo incluye pasos de pretratamiento como desengrasado, inmersión en zinc y lavado con agua basado en la composición de la aleación de aluminio 6063. Los resultados experimentales muestran que el proceso es simple, la capa de níquel no electrolítico tiene alto brillo, fuerte fuerza de unión, color estable, recubrimiento denso, contenido de fósforo entre 10% y 12%, y la dureza del estado de enchapado puede alcanzar más de 500HV, que es mucho más alto que el del ánodo. Capa de óxido [8]. Además del revestimiento de aleación de Ni-P no electrolítico, existen otras aleaciones, como la aleación de Ni-Co-P estudiada por Yang Erbing [9]. La película tiene alta coercitividad, pequeña remanencia y excelente conversión electromagnética. Características, se puede utilizar en discos de alta densidad y otros campos, con revestimiento electrolítico

El método Ni-Co-P puede obtener un espesor uniforme y una película de aleación magnética en cualquier sustrato de forma compleja, y tiene las ventajas de economía, bajo consumo de energía y operación conveniente.

3 Revestimiento de superficie

3.1 Revestimiento láser

En los últimos años, el uso de rayos láser de alta energía para el tratamiento de revestimientos con láser en superficies de aleación de aluminio puede mejorar eficazmente la dureza y la resistencia al desgaste de las superficies de aluminio y aleación de aluminio. Por ejemplo, se utiliza un láser de CO 5 de 2 kW para revestir la capa de plasma de Ni-WC en la superficie de la aleación ZA111. La capa de fusión por láser obtenida tiene una alta dureza, y su resistencia a la lubricación, al desgaste y a la abrasión es 1.75 veces mayor que la del recubrimiento pulverizado sin tratamiento con láser y 2.83 veces la de la matriz de aleación Al-Si. Zhao Yong [11] utilizó láseres de CO 2 en sustratos de aluminio y aleación de aluminio.

Está recubierto con recubrimiento en polvo Y e Y-Al, el polvo se recubre en la superficie del sustrato mediante el método de recubrimiento en polvo preestablecido, el baño láser está protegido por argón y una cierta cantidad de CaF 2, LiF y MgF 2 es añadido como agente formador de escoria Bajo ciertos parámetros del proceso de revestimiento por láser, se puede obtener un revestimiento denso uniforme y continuo con una interfaz metalúrgica. Lu Weixin [12] utilizó láser de CO 2 para preparar recubrimiento en polvo de Al-Si, recubrimiento en polvo de Al-Si + SiC y recubrimiento en polvo de Al-Si + Al 2 O 3 sobre un sustrato de aleación de aluminio mediante el método de revestimiento por láser. , Recubrimiento en polvo de bronce Al. Zhang Song y col. [13] utilizó un láser Nd: YAG continuo de 2 k W en aluminio AA6 0 6 1

La superficie de la aleación es un revestimiento láser con polvo cerámico de SiC, y la capa modificada del compuesto de matriz metálica superficial (MMC) se puede preparar en la superficie de la aleación de aluminio mediante un tratamiento de fusión con láser.

3.2 Revestimiento compuesto

El recubrimiento compuesto de aleación de aluminio autolubricante con excelentes propiedades antifricción y de resistencia al desgaste tiene excelentes perspectivas de aplicación en ingeniería, especialmente en el campo de la tecnología de vanguardia. Por lo tanto, la membrana de alúmina porosa con una estructura de matriz de poros también ha recibido cada vez más atención por parte de la gente. Atención, la tecnología de revestimiento de compuestos de aleación de aluminio se ha convertido en uno de los puntos calientes de la investigación actual. Qu Zhijian [14] estudió la tecnología de recubrimiento autolubricante compuesto de aluminio y aleación de aluminio 6063. El proceso principal es realizar una anodización dura en aluminio y aleación de aluminio 6063, y luego usar el método de inmersión en caliente para introducir partículas de PTFE en los poros de la película de óxido. Y la superficie, después del tratamiento térmico de precisión al vacío, se forma un revestimiento compuesto. Li Zhenfang [15] investigó un nuevo proceso que combina el revestimiento de pintura de resina y el proceso de galvanoplastia en la superficie de las llantas de aleación de aluminio aplicadas a los automóviles. El tiempo de prueba CASS es de 66 horas, la tasa de formación de ampollas es ≤3%, la tasa de fuga de cobre es ≤3%, el equilibrio dinámico se reduce en 10 ~ 20g, y la pintura de resina y el recubrimiento de metal tienen una apariencia hermosa.

4 Otros métodos

4.1 Método de implantación de iones

El método de implantación de iones utiliza haces de iones de alta energía para bombardear el objetivo en un estado de vacío. Se puede lograr casi cualquier implantación de iones. Los iones implantados se neutralizan y se dejan en la posición de sustitución o en la posición de separación de la solución sólida para formar una capa superficial desequilibrada. Aleación de aluminio

Se mejoran la dureza de la superficie, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión. La pulverización catódica de titanio puro con magnetrón seguida de la implantación de nitrógeno / carbono PB11 puede mejorar en gran medida la microdureza de la superficie modificada. La pulverización catódica con magnetrón combinada con la inyección de nitrógeno puede aumentar la dureza del sustrato de 180HV a 281.4HV. La pulverización catódica con magnetrón combinada con la inyección de carbón puede aumentar a 342HV [16]. La pulverización catódica de titanio puro con magnetrón seguida de la implantación de nitrógeno / carbono PB11 puede mejorar en gran medida la microdureza de la superficie modificada. Liao Jiaxuan y col. [17] realizó la implantación compuesta de titanio, nitrógeno y carbono sobre la base de la implantación de iones de plasma de la aleación de aluminio LY12 y logró efectos de modificación significativos. Zhang Shengtao y Huang Zongqing de la Universidad de Chongqing [18] llevaron a cabo la implantación de iones de titanio en una aleación de aluminio. Los resultados mostraron que la implantación de iones de titanio en la superficie de la aleación de aluminio es una forma eficaz de mejorar su resistencia a la corrosión por iones de cloruro y puede mejorar la capacidad de la aleación de aluminio para resistir la corrosión por iones de cloruro. Amplíe el rango de potencial de pasivación de la aleación de aluminio en NaCl y otras soluciones, y reduzca la densidad y el tamaño de los poros de corrosión corroídos por iones de cloruro.

4.2 Recubrimiento de conversión de tierras raras

El recubrimiento de conversión de la superficie de tierras raras puede mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio, y el proceso es principalmente inmersión química. Las tierras raras son beneficiosas para la oxidación anódica de la aleación de aluminio. Mejora la capacidad de la aleación de aluminio para aceptar la polarización y al mismo tiempo mejora la resistencia a la corrosión de la película de óxido. Por lo tanto, las tierras raras se utilizan en

El tratamiento de superficies de aleación de aluminio tiene buenas perspectivas de desarrollo [19]. Shi Tie y col. [20] estudió un proceso de formación de una película de conversión de sal de cerio en la superficie de aluminio inoxidable LF21 por deposición electrolítica. El experimento ortogonal se utilizó para estudiar la influencia de factores relacionados en el proceso de formación de la película y se obtuvieron los mejores parámetros técnicos. Los resultados muestran que el proceso de corrosión anódica del aluminio a prueba de herrumbre se bloquea después del tratamiento de la deposición electrolítica de la película de conversión de tierras raras, su resistencia a la corrosión se mejora significativamente y la hidrofilicidad también se mejora significativamente. Zhu Liping y col. [21] utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía (EMS) y métodos de prueba de niebla salina para estudiar sistemáticamente la estructura, composición y compacidad del revestimiento de conversión de sal de cerio de tierras raras de aleación de aluminio sobre su resistencia a la corrosión. Influencia. Los resultados de la investigación muestran que el elemento de cerio de tierras raras en la película inhibe eficazmente el comportamiento de corrosión por picadura de la aleación de aluminio y mejora en gran medida su resistencia a la corrosión.

La resistencia a la corrosión juega un papel decisivo. Hoy en día, existen varios métodos de tratamiento de superficies de aluminio y aleaciones de aluminio, y su funcionalidad es cada vez más fuerte, lo que puede satisfacer las necesidades de aluminio y aleaciones de aluminio en la vida, tratamiento médico, ingeniería, aeroespacial, instrumentación, aparatos electrónicos, alimentos y industria ligera, etc. Requerir. En el futuro, el tratamiento superficial del aluminio y las aleaciones de aluminio será simple en el flujo del proceso, estable en calidad, a gran escala, ahorrará energía y será amigable con el medio ambiente.

Desarrollo de dirección. Es un copolímero de bloque de reacción de intercambio éster-amida con alta tasa de conversión. Korshak y col. [11] informó que cuando se usa 1% de PbO 2 o 2% de PbO 2 como catalizador y se calienta a 260 grados durante 3-8 horas, también se producirá la reacción entre el poliéster y la poliamida. La reacción de intercambio de éster-amida tiene cierta influencia sobre la compatibilidad del sistema de mezcla. Xie Xiaolin, Li Ruixia, etc. [12] usando una solución

Método, mezcla mecánica simple (método de fusión 1) y la presencia del método de mezcla de reacción de intercambio de éster-amida (método de fusión) para mezclar PET y PA66, análisis DSC sistemático y compatibilidad del sistema de mezcla PET / PA66 Se discutió hasta cierto punto el sexo. Los resultados muestran que el sistema de mezcla PET / PA66 es un sistema termodinámicamente incompatible, y la compatibilidad de la mezcla fundida es mejor que la de la mezcla en solución, y el copolímero de bloque producido por la mezcla PET / PA66 es compatible con dos. ha sido mejorado; con el aumento del contenido de PA66, el punto de fusión de la mezcla ha disminuido. El copolímero de bloques de PET / PA66 formado por la reacción aumenta el efecto de nucleación de PA66 en la cristalización de la fase de PET, lo que da como resultado la fusión. La cristalinidad de la mezcla francesa es mayor que la de la mezcla del método de fusión 1. Zhu Hong y col. [13] utilizó ácido p-toluenosulfónico (TsOH) y agentes de acoplamiento de titanato como catalizadores para la reacción de intercambio de éster-amida entre Nylon-6 y PET para lograr la compatibilización in situ de mezclas de Nylon-6 / PET. El propósito de los resultados de la observación del microscopio electrónico de barrido muestra que la mezcla de Nylon-6 / PET es un sistema de separación de fases cristalinas con poca compatibilidad. Agregar ácido p-toluenosulfónico y agente de acoplamiento de titanato como catalizador para promover la formación de bloques in situ El copolímero aumenta la unión de la interfaz entre las dos fases, refina y distribuye uniformemente la fase dispersa y ayuda a aumentar la función de propagación de grietas de la mezcla . Ambos ayudan a mejorar la compatibilidad de la mezcla y aumentan la adherencia interfacial de las dos fases.

2 de Outlook

En los últimos años, los investigadores nacionales han realizado un gran trabajo de investigación sobre mezclas de poliamida / poliéster y han obtenido muchas conclusiones útiles, sentando una buena base para futuras investigaciones en esta área. En la actualidad, a lo que se debe prestar atención es a promover el desarrollo adicional de materiales de mezcla de poliamida / poliéster y aplicar las conclusiones anteriores a la práctica de producción real. Modificando los dos se obtiene un nuevo material que mantiene las ventajas de los dos componentes. Tiene excelentes propiedades mecánicas, la resistencia al agua es mejor que la poliamida y la tenacidad al impacto es mejor que el poliéster. Es ampliamente utilizado en las industrias electrónica, eléctrica y automotriz. solicitud.

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