[发明专利]一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法

说明书

本发明公开了一种Al‑Cu‑Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法，属于表面科学技术领域，是一种利用层状双羟基金属氧化物进行封闭处理，其包括如下步骤：a、预处理，将Al‑Cu‑Li合金表面经过打磨、碱蚀、酸洗工序得到预处理Al‑Cu‑Li合金；b、阳极氧化表面处理，将步骤a中得到的预处理Al‑Cu‑Li合金放入酸性溶液中进行阳极氧化，在Al‑Cu‑Li合金表面得到多孔型阳极氧化膜；c、常温封闭，将步骤b得到的Al‑Cu‑Li合金放进0.05~0.1M的碳酸锂水溶液中，在大气环境、温度为25~30℃条件下恒温保持30~180min，然后取出处理后的Al‑Cu‑Li合金用去离子水冲洗，干燥，实现Al‑Cu‑Li合金阳极氧化膜的常温封闭。其能够显著提升阳极氧化铝锂合金的耐蚀性能，反应温度低、时间短，生产过程环保，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于金属表面防护处理技术，具体涉及一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法。

背景技术

航空领域中为了实现节约能源和减少碳排放的目的，应用大量的轻量化材料代替传统铝合金。其中第三代新型铝锂合金具有高的比强度、比刚度以及良好的抗疲劳性能等优点，已被成功应用在航空领域。目前，空客A380及国产C919等大型客机上采用了2099、2198、2196等新型铝锂合金作为其机身蒙皮、座椅导轨等零部件。

为了满足力学性能的要求，航空铝合金中必须添加大量的合金元素，而这些合金元素在提高合金力学同时往往降低其耐蚀性能。第三代Al-Cu-Li合金由于Li元素极活泼，合金中含Li相与非含Li相及Al基体之间的腐蚀电位差大，导致Al-Cu-Li合金容易发生局部腐蚀，因此Al-Cu-Li合金在使用之前通常需要经过一定的表面处理以提高其耐蚀性能。航空工业中通常采用阳极氧化技术，在铝合金表面制备一层均匀、致密、连续的阳极氧化膜，从而显著提高铝合金构件的耐蚀性能。酒石酸-硫酸阳极氧化(TSA)由于污染小且氧化膜耐蚀性能良好，已开始应用于航空工业中。然而，研究发现，铝锂合金中由于含Al、Fe、Cu、Mn、Li等元素的粗大第二相颗粒在阳极氧化过程中会优先溶解，在氧化膜内部留下微米尺度的空洞缺陷，改变了氧化膜的结构，破坏了阳极氧化膜的连续性，从而显著降低阳极氧化膜的耐蚀性能。基于上述原因，如何通过封闭后处理进一步提高阳极氧化膜的耐蚀性能成为Al-Cu-Li阳极氧化表面处理的关键技术问题。

工业中通常采用沸水或重铬酸盐封闭阳极氧化膜中的微孔以提高其耐蚀性能。其中，沸水封闭效果欠佳且能耗高（一般在100℃封闭30min）；重铬酸盐封闭由于Cr(VI)的缓蚀作用，表现出优异的耐蚀性能，但由于Cr(VI)对环境和人体有严重危害，相关表面处理技术已经被逐渐禁止使用。近年来，陆续有关于开发绿色封闭处理的研究报道，如稀土盐、有机物物、溶胶-凝胶等封闭处理，但均存在制备时间长或封闭配方复杂的缺点，难以在实际生产中推广。目前，尚缺乏一种能够在常温条件下（25~30℃）快速封闭阳极氧化膜微孔、显著提高其耐腐蚀性能的有效方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的的常温封闭处理方法，其能够提升阳极氧化膜的耐腐蚀性能且封闭处理技术节能环保。

本发明所述的Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法，其包括如下步骤

a、预处理，将Al-Cu-Li合金表面经过打磨、碱蚀、酸洗工序得到预处理Al-Cu-Li合金；

b、阳极氧化表面处理，将步骤a中得到的预处理Al-Cu-Li合金放入酸性溶液中进行阳极氧化，在Al-Cu-Li合金表面得到多孔型阳极氧化膜；

c、常温封闭，将步骤b得到的Al-Cu-Li合金放进0.05~0.1M的碳酸锂水溶液中，在大气环境、温度为25~30℃条件下恒温保持30~180min，然后取出处理后的Al-Cu-Li合金用去离子水冲洗，干燥，实现Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭。