[发明专利]一种铝合金表面耐腐蚀处理方法

说明书

本发明属于铝合金表面防腐技术领域，特别涉及一种铝合金表面耐腐蚀处理方法。本发明通过调节电解液配比、电解工艺参数及采用曝气式搅拌，使所形成的陶瓷氧化膜具有更均匀、致密的结构；采用钛‑硅复合溶胶封闭方法填充陶瓷氧化膜的外层疏松层，能进一步提高膜层的抗Cl^‑离子渗透能力。本发明的方法简单，易于控制且工艺稳定，尤其适合海洋工程环境中铝合金的耐海水腐蚀防护要求。

技术领域

本发明属于铝合金表面防腐技术领域，特别涉及一种铝合金表面耐腐蚀处理方法。

背景技术

铝作为轻质结构材料的代表，能够满足现代海洋运输、海洋建筑、海洋能源开发和海水淡化领域对高速、节能、环保的要求，在海洋工程中的需求量日益增加。但铝合金在海水环境中容易发生局部腐蚀，这在一定程度上影响了铝合金装备的长期可靠应用。微弧氧化(MAO)技术是近年来兴起的一种表面处理新技术，它将阳极氧化工作区从法拉第区引入到高压放电区，利用微区弧光放电的瞬间高温，在铝合金表面氧化生成陶瓷质氧化膜，以改善材料的耐磨、耐蚀性能。

近些年，国内外报道了不同牌号铝合金表面制备微弧氧化膜的方法，研究膜层生长机理，并通过优化电氧化参数、电解液成分和配比等方法，提升膜层耐蚀、耐磨性能。然而，铝合金微弧氧化陶瓷层中常常含有不同尺寸的孔洞、封闭空腔和微裂纹，对膜层耐蚀性有较大影响。较薄的微弧氧化膜层因其内部致密层所占比例较少，无法有效限制腐蚀溶液对膜层的渗透，表现出难以持久的高耐蚀性能。采用基体表面机械研磨或超声冷锻工艺，使基体表面产生大量晶格畸变和位错的塑性变形甚至实现表层晶粒纳米化，可提高后续微弧氧化制备膜的致密度和抗磨耐蚀性能，但工艺成本较高(Wen L.,Wang Y.M.,Liu Y.,etal.EIS study of a self-repairing microarc oxidation coating[J].Corros.Sci.,2011,53(2):618-623)。

借鉴铝合金氧化膜的表面封孔处理工艺，如采用有机涂层、沸水封闭、水解盐封闭以及溶胶-凝胶技术，应是提升铝合金微弧氧化膜耐蚀性的有效方法。专利申请CN102605402A公开了一种采用进口冷封闭剂的水解盐封闭铝合金微弧氧化膜微孔的方法，专利申请CN104480510A、CN101705511B、CN102154673B公开了铝合金微弧氧化膜沸水封闭方法，在一定程度上可提高膜层耐蚀性能。然而，处于微米级的微弧氧化膜孔远大于阳极氧化膜的纳米孔。根据前期研究发现单一水解封闭方法虽可提升微弧氧化膜的“自修复”能力，但不能完全填充微弧氧化膜内的溶液渗透孔道，从而影响其耐蚀性能(徐克，肖书彬，刘艳辉，阮国岭.铝合金微弧氧化膜在高温盐水中的耐蚀性能研究[J].中国腐蚀与防护学报,2013,33(1):17-22)。专利申请CN103147109A公开了采用硅溶胶封闭铝合金微弧氧化膜，可有效降低膜层孔隙率。本发明在探讨一种体孔隙率微弧氧化工艺基础上，采用二元复合溶胶进行封孔，借助二元溶胶的协同效应进一步提高微弧氧化铝合金的封孔效果，以获得更高的耐海水腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种铝合金表面耐腐蚀处理方法。具体技术方案如下：

一种铝合金表面耐腐蚀处理方法，包括以下步骤：

步骤1、微弧氧化处理：对铝合金试件进行微弧氧化处理；具体过程可以是：将表面处理后的铝合金试件浸入电解液中，以铝合金试件为阳极，以不锈钢容器为阴极，在搅拌下进行微弧氧化；之后将铝合金试件取出、水洗、干燥后，铝合金试件表面形成致密均匀的陶瓷氧化膜；

步骤2、封闭：采用溶胶-凝胶法，将微弧氧化处理后的铝合金试件在钛-硅复合溶胶中进行封闭。

在步骤1的微弧氧化处理之前，还可以包括试件表面处理的步骤：对铝合金试件进行例如打磨、去污、除油、风干等的表面处理；具体可以是将铝合金试件表面打磨至光滑，水洗后依次用酒精和丙酮对表面进行去污除油，室温风干。