[發明專利]一種顯微組織超細化的鋁合金的防腐蝕方法

有效

• 申請號: 202011095109.X
• 申請日: 2020-10-17
• 公開（公告）號: CN112267089B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 曲華;曹立新;楊黎暉;曾慶亞;袁迅道;王麗丹;袁寧;侯保榮
• 申請（專利權）人: 青島中科應化技術研究院;中國海洋大學;中國科學院海洋研究所;青島海洋科學與技術國家實驗室發展中心
• 主分類號: C23C8/16
• 分類號: C23C8/16;C23C8/02;B24B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于材料工程技術領域，涉及一種顯微組織超細化的鋁合金的防腐蝕方法。本發明利用顯微組織均勻細小且晶粒尺寸在100nm以下的鋁合金表面可控形成致密氧化膜的特點，通過磨光、拋光、靜置過程的工藝條件控制，在鋁合金表面形成致密度達到95%以上、厚度在10?50μm、表觀無5μm以上缺陷的自鈍化膜，從而起到防腐蝕作用。本發明可有效降低鋁合金的腐蝕速率至50%以下，解決了鋁合金材料及制件的防腐蝕問題。該方法不受場地、工藝條件限制，基本無境污染，適合工業應用。

技術領域

本發明涉及材料工程技術領域，尤其是涉及一種顯微組織超細化的鋁合金的防腐蝕方法。

背景技術

鋁合金因其較低的密度及較高的比強度、比剛度，在航空航天、高鐵、汽車、船舶、海洋裝備、建筑等領域有著廣泛的應用。雖然鋁合金的耐腐蝕性能優于鋼鐵，但由于使用過程中環境的復雜性，鋁合金材料與制件也面臨著使用中腐蝕的風險，常見的腐蝕類型包括點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、疲勞腐蝕等。腐蝕不僅易造成鋁合金制品美觀度下降，更會大幅降低鋁合金材料與制件的結構強度，導致直接或間接的經濟損失。

鋁是一種比較活潑的金屬，在自然條件下表面可以形成一層氧化膜，但是通常此種氧化膜較為疏松無法起到防護作用。目前，表面處理是最常用的鋁合金防腐蝕技術之一，可以有效的提升鋁合金材料及制件的耐腐蝕能力，延長使用壽命。常用的表面處理手段包括陽極氧化、微弧氧化、涂覆涂層等。陽極氧化和微弧氧化是通過電化學過程在鋁合金表面形成一層致密的非晶態或晶態氧化鋁膜。涂覆涂層則是在鋁合金表面噴涂有機聚合物涂層。以上方法均不可避免的會造成一定程度的環境污染，且需要專用的設備、場地及一套嚴格控制的完整工藝流程來實現對鋁合金材料及制件的表面處理，難以支持異形件、超大件或者野外現場作業。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述表面處理方法的不足，提供了一種基于顯微組織超細化的鋁合金的防腐蝕方法，通過一系列可控的工藝條件，在顯微組織均勻細小且晶粒尺寸在100nm以下的鋁合金表面形成致密氧化膜，從而起到防腐蝕作用。該方法可以手工或機械方式實施，可以在低溫、室溫或加熱條件下完成，工藝過程簡單且基本無污染，自鈍化后鋁合金制件尺寸變化在50μm以內，能夠滿足異形件、超大件或者野外現場作業的需要。

本發明的技術方案：所述的一種顯微組織超細化的鋁合金的防腐蝕方法，適用于顯微組織均勻細小且晶粒尺寸在100nm以下的鋁合金，具體步驟如下：

步驟一，對顯微組織超細化的鋁合金表面進行磨光處理，磨光后鋁合金表面粗糙度Ra≤0.4μm；

步驟二，對顯微組織超細化的鋁合金表面進行拋光處理，拋光后鋁合金表面粗糙度Ra≤0.1μm；

步驟三，對顯微組織超細化的鋁合金表面進行清潔，去除表面的污物及油脂；

步驟四，將顯微組織超細化的鋁合金在可控的溫度（-40℃~200℃）、濕度（0-100%）條件下、空氣環境中靜置一定時間（48h~20min），形成致密度達到95%以上、厚度在10-50μm、表觀無5μm以上缺陷的自鈍化膜，表面硬度達到500HV以上。優選的，顯微組織超細化的鋁合金在特定的溫度范圍（80℃~200℃）、濕度范圍（40-70%）及空氣環境靜置時間（2h~20min）條件下，形成致密度達到97-98%、厚度在40-50μm、表觀無2μm以上缺陷的自鈍化膜，表面硬度可達到650~800HV。

可選地，磨光和拋光處理過程可采用手工或機械方式實施。

可選地，靜置成膜在可控的溫度（-40℃~200℃）、濕度（0-100%）條件下、空氣環境中進行。

可選地，所述的手工磨光過程依次用200#、400#、800#、1200#水砂紙打磨。