[发明专利]一种电泳沉积稀土膜提高铝合金抗蚀性能的方法

说明书

技术领域

本发明属铝合金表面改性技术领域，涉及提高铝合金抗蚀性能的方法。具体 涉及一种电泳沉积稀土膜提高铝合金抗蚀性能的方法。

背景技术

高强质比的铝合金广泛应用与航天、航空、汽车、自行车等工业领域。然而 铝合金的局部腐蚀(如点蚀——pitting corrosion，线状腐蚀——filiform corrosion等)一直以来是制约其应用的一个重要原因。铝合金等类表面易钝化 金属或合金中局部腐蚀最常见的形式之一，往往发生在侵蚀性阴离子和氧化剂共 存的环境下。该类腐蚀因为隐蔽性极强、破坏性极大，而被广泛重视和深入研究。 就铝合金而言，目前，本领域的研究重点之一就是获得一个腐蚀阻挡层，提高其 表面抗腐蚀性能。

铝合金表面以铬酸和铬酸盐等六价铬化合物处理是提高其表面耐腐蚀性能 的主要手段。由于六价铬具有很强的毒性，目前很多国家已将铬酸盐列为最有害 的化合物之一，铬酸盐的使用受到了严格限制。研究表明，在铝合金表面沉积稀 土氧化物膜能够有效地提高铝合金的抗腐蚀性能[F.Mansfeld，Y.Wang，Br. Corros.J.，London，29，(1994)194.]。而且稀土Ce离子在铝合金表面富Cu 金属间相(比如S相)附近形成保护薄层[A.Kolics，A.S.Besing，et al，J. Electrochem.Soc.，150，(2003)B512]。而且含稀土的铝合金表面的弱相有自 愈功能，进一步改善合金的耐腐蚀性能。

现有技术公开了以下几种主要的在铝合金表面的生成一层稀土薄膜的方法：

一)、常温盐浴表面稀土转化膜法[A.J.Aldykewicz，H.S.Isaacs，and A. J.Davenport，J.Electrochem.Soc.，142，(1995)3342.]

二)、热活化盐浴表面稀土转化膜法[M.Bethencourt，F.J.Botana，et al， Corros.Sci，，50.(2008)1376]

三)、水溶胶Ce盐电泳沉积稀土[V.POULAIN，J.P.PETITJEAN，et al.， Electrochim.Acta，41，(1996)1223]

然而上述各种方法都有其局限性，比如稀土盐浴沉积技术，操作时间太长， 工艺周期太长不利于实际应用，而且溶液配方复杂；高温稀土盐浴沉积技术则是 需要相对高的温度，也不利于工艺的开展；水溶液胶体电泳沉积技术需要的电位 太高，高于36V安全电压，而且沉积效率也较低，也不利于工程实际应用。因此 寻求一种工艺简单、经济实用、应用广泛且无污染的表面处理技术是一个非常有 价值的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高铝合金抗蚀性能的方法。具体涉及一种电泳 沉积稀土膜提高铝合金抗蚀性能的方法。

本方法对铝合金进行电泳沉积稀土表面处理，经此技术处理后的铝合金表面 可以得到一层均匀的Ce氧化膜，提高铝合金的抗蚀性能。该方法过程简单、经 济且无污染。

本发明方法的特征是先将稀土离子在有机溶剂中络合，采用电泳的方法在金 属表面沉积稀土有机络合物薄膜；然后在280℃左右烘烤在铝合金表面形成均 匀、平整的稀土氧化物薄膜。

所述的稀土原料采用六水硝酸亚铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)，溶解于乙醇中制备 电泳溶液。

本发明提出的电泳沉积稀土表面处理方法包括下述步骤：

1、采用电泳的方法在铝合金试件上附着一层稀土有机络合物薄膜：

将铝合金工件进行机械抛光后清洁表面、去除油污；然后在25℃，0.1mol/L 的Ce(NO₃)₃乙醇溶液中，以石墨电极作为阳极，外加电位6-16V的条件下在试 样上电泳沉积得到均匀的稀土有机络合物薄膜；

2、采用烘烤的方法得到稀土氧化物薄膜：

将步骤1得到的样品放置于定碳炉炉管中，通入高纯氮气(99.999％)30分 钟以除氧后，开始加热，并且在250-300℃时，保持25-50分钟后，使样品随炉 冷却，在铝合金表面得到致密的稀土氧化物薄膜。