2198铝锂合金阳极氧化工艺研究

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铝合金中加入元素Li之后,降低了铝合金比重、提高了强度并使其具有良好的疲劳性及延展性等优点。但是由于Li具有很强的电化学活性,Li元素的添加使铝锂合金容易发生局部腐蚀。因此提高铝锂合金耐蚀性对于充分发挥铝锂合金的性能,提升零部件的稳定性及可靠性具有着重大意义。在提高铝合金耐蚀性的方法中,阳极氧化技术凭借其工艺简单、操作方便、成本低等优点被广泛应用。本文对2198铝锂合金在H2SO4溶液中进行直流和脉冲阳极氧化处理。通过对氧化膜形貌、厚度、成分、显微硬度、耐蚀性进行观察及测试,探究不同参数对氧化膜的形貌及耐蚀性的影响规律,得到了耐蚀性最优的工艺参数,获得的研究结果如下:直流阳极氧化工艺:通过对硫酸浓度、电压和氧化时间进行优化,得到2198铝锂合金直流阳极氧化膜耐蚀性最优的工艺参数,即18wt%H2SO4溶液,电压16 V,氧化时间60 min。该条件下获得的氧化膜主要成分为Al2O3,活性元素Li均匀分布在氧化膜中,且有少量的铜和硫元素富集和分布在氧化膜中。在3.5%NaCl水溶液中,2198铝锂合金经优化后获得的氧化膜的自腐蚀电流密度与基材相比降低了1个数量级,耐蚀性得到提高。(2)温度对阳极氧化工艺的影响:随着温度的升高,氧化膜的硬度逐渐降低;厚度及耐蚀性先升高后降低。温度为20℃时制备的氧化膜最厚且耐蚀性最好。(3)脉冲阳极氧化工艺参数为:正向电压为16V,正向导通时间10ms,反向电压2V,反向导通时间2ms,氧化时间60min。制备出的氧化膜自腐蚀电流密度为8.540×10-8A/cm2,略低于直流优化后获得的阳极氧化膜的自腐蚀电流密度,即耐蚀性略有提高,说明在阳极氧化过程中适当增加反向电压有助于提高氧化膜的耐蚀性。
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