5052アルミニウム合金の表面不動態化処理

5052-aluminum-alloy.pdf の表面-不動態化-プロセス-

アルミニウム合金は、総合的に優れた品質を備えた非鉄金属であり、航空宇宙、建設、車両、機械装置、その他の産業で広く使用されています。
5052 アルミニウム合金は軽量で溶接可能であるため、アルミニウム合金の自動車燃料タンク、ガス貯蔵タンク、操作プラットフォーム、および自動車製造事業のその他の要素の製造によく利用されています。しかし、アルミニウム合金の標準電極電位は低く、湿気の多い環境（特に塩素を含む湿気の多い環境）ではマイクロ電池の腐食が発生しやすく、アルミニウム合金材料の耐食性が低下し、耐用年数やエンジニアリング用途に悪影響を及ぼします。-重大な悪影響を及ぼします。

5052 アルミニウム合金シートと青いフィルム

アルミニウム合金の一般的な防食方法には、表面電気化学処理と化学処理が含まれます。このうち、アルミニウム合金の電気化学的表面処理は設備が複雑でコストが高いという欠点がありますが、化学的不動態化処理は低コストで効率が良いことから近年普及してきています。応用。
自動車の外装エンジニアリング材料である 5052 アルミニウム合金の場合、シンプルで低コストで環境に優しい腐食不動態化プロセスを見つけることが依然として重要です。-
六価クロム不動態化は、最も効率的で一般的に使用される化学的不動態化です。しかし、六価クロムは有害で発がん性があり、禁止される国が増えています。研究者らは、希土類金属塩不動態化、モリブデン酸塩不動態化、ケイ酸塩不動態化、三価クロム塩不動態化など、六価クロムに代わる技術を開発してきました。そのうち、六価クロムの皮膜形成メカニズムは同じであり、毒性はありません。-三価クロム塩不動態化は良好に機能し、六価塩不動態化に取って代わる可能性があります。
三価クロム不動態化に関するこれまでの研究はアルミニウム合金に対して行われてきましたが、アルミニウム合金自動車の主要な外装部品にはより高い耐食性要件があり、三価クロムは有機錯化剤をカラー不動態化スキームに添加するのに適しています。その結果、先行研究に基づいて、この研究では研究の可能性のある硫酸クロム塩の化学的不動態化方法を選択し、活性化剤の添加を使用して膜品質を改善し、不動態化プロセスパラメータを最適化し、最終的にアプリケーションの開発に成功しました。 5052 アルミニウム合金の三価クロム不動態化法に基づいて作成された不動態化層は、連続的で均一な銀白色、均一な色、高光沢、優れた耐食性、非環境汚染性を備えており、将来の用途が有望です。

硫酸クロム不動態化

不動態化表面の性能試験

外観
自動車外装部品の外観要求に基づき、不動態皮膜形成時の外観色の変化、皮膜の連続性、均一性を目視検査し、不動態皮膜の外観品質を総合的に評価します。
中性塩水噴霧試験
GB/T10125-2012 の中性塩水噴霧試験 (NSS 試験) 方法は、メーカーの指定に従って、自動車用アルミニウム合金化粧部品の 240 時間塩水噴霧耐食性を評価するために使用されます。試薬には、pH 6.5 ～ 7.2 の 5% NaCl 溶液 (質量分率) が含まれています。飽和圧力チャンバーの圧力は 70 ～ 170 kPa、塩ミストの沈降速度は 80 cm2 面積あたり 1 ～ 2 mL/h、試験片は垂直 20 度に向けられています。

試験室の温度を(35±2)度に保ち、噴霧を10日間継続する。試験の最後に、完成品の表面を水と柔らかいブラシで洗い、乾燥させ、デジタルカメラで写真を撮り、試験片の腐食を観察します。GB/T12335-1990によると、「金属コーティングは、コーティング腐食試験後に基材に対して陽極処理されます。「試験片の評価」は、試験片の表面外観の腐食欠陥の程度を評価するために腐食領域を計算することによって行われます。

硫酸銅落下試験
硫酸銅の落下試験を使用して、アルミニウム合金不動態皮膜の耐食性を評価しました。硫酸銅腐食溶液には、41 g/L 硫酸銅、35 g/L NaCl、および 13 mL/L HCl が含まれています。試験では、室温で硫酸銅腐食液をスポイトを用いてサンプル表面に滴下し、液滴の空色から黒色への色の変化を調べ、色の変化の時間を記録します。各サンプルのスポット テストでは、5 つの異なる領域からのデータの平均値が取得されます。時間の長さは、不動態皮膜の耐食性の長所と短所の両方を表す可能性があります。

不動態化効果に影響を与える要因

硫酸クロム濃度が不動態皮膜に及ぼす影響

不動態化試験では、皮膜形成材料である硫酸クロムが、化成皮膜の含有量と構造を変化させることで表面耐食性に影響を与えます。-
アルミニウム合金サンプルの肉眼的形態。
良好な皮膜形成品質は、硫酸クロムと界面活性剤の適合性によって決まります。{0}硫酸クロム濃度の増加と界面活性剤 K2ZrF6 の量の不足により、表面活性が低下し、膜形成分子とマトリックスの結合が弱まり、不動態化が引き起こされます。成膜が不完全となり膜質が低下し、耐久性が低下します。腐食が減少します。

不動態皮膜に対するフッ化ジルコン酸カリウム濃度の影響

K₂ZrF₆ は不動態化溶液の表面活性成分として機能し、その濃度は膜の品質に大きな影響を与えます。{0}不動態化試験におけるフッ化ジルコン酸カリウムの主な機能は、アルミニウム合金の表面張力を低下させ、合金の表面を活性化し、硫酸クロムと基材の完全な反応を促進して均一で緻密なコーティングを形成し、耐食性を高めることです。

パッシベーション時間のパッシベーション膜への影響

不動態化時間は主に変換膜の厚さに影響を及ぼし、工業環境では適切な不動態化時間を設定することでコストを削減し、資源を節約できます。
アルミニウム合金サンプルプレートの滴下時間の経時変化。

5052 アルミニウム合金の不動態化プロセスの概要

1) 5052 アルミニウム合金サンプルに基づくと、硫酸クロムの化学的不動態化に最適な条件は、硫酸クロム 1.0 g/L、フッ化ジルコン酸カリウム 2.5 g/L、および不動態化時間 3 分です。この条件で製造された不動態化膜の表面は、高光沢、均一な色、および高い耐食性を備えており、240 時間の塩水噴霧に適しています。

(2) 硫酸クロム不動態化試験では、皮膜形成剤としての硫酸クロムが主に化成皮膜の組成と構造に影響を与え、アルミニウム合金表面が不動態化されます。その濃度は、活性化剤であるフッ化ジルコン酸カリウムの濃度と一致する必要があります。クロム濃度が高すぎると、不動態化コーティングの耐食性が損なわれます。フッ化ジルコン酸カリウムの主な役割は、アルミニウム合金の表面張力を低下させ、その表面を活性化し、硫酸クロムとマトリックスの完全な反応を可能にすることです。フッ化ジルコン酸カリウムの濃度はその目的を果たすには不十分です。

(3) 不動態化時間は主に不動態化膜の厚さと不動態化反応の程度に影響します。時間が短すぎると反応が不十分となり、成膜品質が低下します。-時間が長すぎるとフィルムが厚くなりすぎ、表面の色などの外観品質に影響を与えたり、資源を無駄に消費したりすることになります。