7050鋁合金陽極氧化膜的制備及其顯微組織的研究
Al及其合金表面與氧反應(yīng)能生成一層氧化膜，這層鈍化膜可以耐大氣腐蝕，但是膜上的氧化鋁為非晶態(tài)，且膜表面不均勻、不連續(xù)。自從鋁陽極氧化工藝出現(xiàn)后，鋁陽極氧化膜的制備工藝從電解液、外加電源的分類上有很多種，如硫酸法、草酸法、有機酸法和直流法。本文采用先電解拋光處理樣品，然后采用兩種不同混合酸作為電解液，對鋁合金進行恒電壓直流陽極氧化，研究了氧化時間對鋁陽極氧化膜生長厚度的影響，并對氧化膜微觀結(jié)構(gòu)進行了表征，同時分析了一些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。
實驗材料是塊狀鑄態(tài)7050鋁合金，其主要化學(xué)成分為（質(zhì)量分數(shù)，%）：0.12Si，0.15Fe，2.0~2.6Cu，0.1Mn，1.9~2.6Mg，0.04Cr，5.7~6.7Zn，0.06Ti，0.08~0.15Zr。在塊狀鋁合金上切取10mm×30mm×10mm的金相樣品，依次在不同型號的水磨砂紙上細磨，然后粗拋，用濃度大、粒度較粗的Al2O3粉與水混合的懸浮液做粗拋光劑，拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為400～600r/min，較后做適當(dāng)?shù)木珤仯敝寥庋劭床坏矫黠@的劃痕為止。用水沖洗，酒精脫水，吹干備用。在電解拋光前用Keller試劑(1.0%HF，1.5%HCl，2.5%HNO3和95%水的混合試劑)侵蝕，以顯示變形層。
電解拋光液70%(體積分數(shù))的高氯酸10mL與無水乙醇90mL的混合溶液。溫度80～90℃；電壓14～18V；電流密度0.1A/cm2；拋光時間20s。實驗中以不銹鋼板作陰極，將7050鋁合金試樣在HBF4水溶液中進行陽極覆膜，電解后試樣用水沖洗，然后在1∶1(體積分數(shù))硝酸溶液中清洗表面上的電解產(chǎn)物，較后超聲波清洗，酒精擦干，以備覆膜之用。覆膜所用裝置與電解拋光的相同，電壓15～22V，電流密度0.1A/cm2，室溫，時間5s。制膜液選取了兩種，(1)由成分為HBF4水溶液[5.5gH3BO3加入15mL的(20%～30%)HF，使其充分溶解至清澈的溶液]再兌上500mL蒸餾水而成；(2)95%～98%(體積分數(shù))的硫酸38mL，85%(體積分數(shù))43mL磷酸，蒸餾水19mL。
根據(jù)Al及其合金的極化曲線來調(diào)節(jié)時間和電流密度，發(fā)現(xiàn)低電壓、小的電流密度對電解拋光效果比較好。在一定時間范圍內(nèi)，陽極氧化膜厚度隨時間的延長而增大。對膜表面進行了XRD成分分析，結(jié)果表明，在膜的表層含有非晶態(tài)和晶態(tài)的Al2O3。