5052-알루미늄 합금의 표면-패시베이션-공정-.pdf
전반적인 품질이 좋은 비철금속인 알루미늄 합금은 항공우주, 건설, 자동차, 기계 장비 및 기타 산업 분야에서 널리 활용됩니다.
5052 알루미늄 합금은 가볍고 용접이 가능하기 때문에 알루미늄 합금 자동차 연료 탱크, 가스 저장 탱크, 운영 플랫폼 및 자동차 제조 사업의 기타 요소 생산에 일반적으로 사용됩니다. 그러나 알루미늄 합금의 표준 전극 전위는 낮고 습한 환경(특히 염소-가 함유된 습한 환경)에서 마이크로-배터리 부식이 쉽게 발생하여 알루미늄 합금 재료의 내식성을 감소시키고 수명 및 엔지니어링 응용 분야에 부정적인 영향을 미칩니다. 상당한 부정적인 영향을 미칩니다.
파란색 필름이 포함된 5052 알루미늄 합금 시트
알루미늄 합금의 일반적인 부식 방지 방법에는 표면 전기화학적 처리와 화학적 처리가 포함됩니다. 그 중 알루미늄합금의 전기화학적 표면처리는 장비가 복잡하고 비용이 많이 든다는 단점이 있는 반면, 최근에는 저렴한 비용과 효율성으로 인해 화학적 부동태화 처리가 보편화되고 있습니다. 애플리케이션.
자동차 외장 엔지니어링 소재인 5052 알루미늄 합금의 경우 간단하고 저렴하며 환경 친화적인 부식 부동화 공정을 찾는 것이 여전히 중요합니다.-
6가 크롬 부동태화는 가장 효율적이고 일반적으로 사용되는 화학적 부동태화입니다. 그러나 6가 크롬은 위험하고 발암성이 있어 점점 더 많은 국가에서 금지되고 있습니다. 연구자들은 희토류 금속염 부동태화, 몰리브덴산염 부동태화, 규산염 부동태화, 3가 크롬염 부동태화 등 6가 크롬을 대체하는 기술을 개발했으며, 그중 6가 크롬의 피막-형성 메커니즘은 동일하고 독성이 없습니다-. 3가 크롬염 부동태화는 우수한 성능을 발휘하며 6가 염 부동태화를 대체할 가능성이 높습니다.
3가 크롬 부동태화에 대한 이전 연구는 알루미늄 합금에 대해 수행되었지만 알루미늄 합금 자동차의 주요 외부 부품은 내식성 요구 사항이 더 높으며 3가 크롬은 색상 부동태화 방식에 유기 착화제를 추가하는 데 적합합니다. 그 결과, 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 연구 가능성이 있는 황산 크롬염의 화학적 부동태화 방법을 선택하고, 활성제를 첨가하여 막 품질을 향상시키며, 부동태화 공정 매개변수를 최적화하여 최종적으로 응용 분야 개발에 성공했습니다. 5052 알루미늄 합금의 3가 크롬 부동태화 방법을 기반으로 생성된 부동태화 층은 연속적이고 균일한 은백색, 색상이 균일하고 고광택이며 내식성이 뛰어나고 -환경을 오염시키지 않으며 향후 활용도가 유망합니다.
황산 크롬 부동태화
| ρ［Cr2(SO4)3]/ 시험등급 |
ρ( K2ZrF6 ) / ℓ/분 |
||
| ( g·L－1 ) | ( g·L－1 ) | ||
| 1 | 1．0 | 2．5 | 4 |
| 2 | 3．0 | 2．5 | 4 |
| 3 | 5．0 | 2．5 | 4 |
| 4 5 |
7．0 5．0 |
2．5 1．0 |
4 4 |
| 6 | 5．0 | 4．0 | 4 |
| 7 | 5．0 | 5．5 | 4 |
| 8 | 5．0 | 2．5 | 1 |
| 9 | 5．0 | 2．5 | 2 |
| 10 | 5．0 | 2．5 | 3 |
부동태화된 표면의 성능 테스트
외부
자동차 외장부품의 외관 요구사항을 바탕으로 부동태막 형성의 외관 색상 변화, 막 연속성, 균일성을 육안으로 검사하고 부동태막의 외관 품질을 완벽하게 평가합니다.
중립 염수 분무 테스트
GB/T10125-2012의 중성 염수 분무 테스트(NSS 테스트) 방법은 제조업체가 지정한 대로 자동차 알루미늄 합금 화장품 부품의 240시간 염수 분무 부식 저항성을 평가하는 데 사용됩니다. 시약에는 pH 6.5-7.2의 5% NaCl 용액(질량 분율)이 포함되어 있습니다. 포화 압력 챔버의 압력은 70-170kPa이고 염분 안개 침전 속도는 80cm² 면적당 1-2mL/h이며 테스트 조각은 수직으로 20도 방향으로 배치되어 있습니다.
테스트 챔버의 온도는 (35±2)도를 유지하며 10일 동안 분사를 계속하였다. 시험 종료 후 완제품의 표면을 물과 부드러운 솔로 세척하고 건조시킨 후 디지털 카메라로 사진을 촬영하여 시험편의 부식을 관찰하고, GB/T12335-1990에 따라 "코팅 부식 시험 후 금속 코팅은 기재에 양극화된다. "시험편 등급"은 부식 면적을 계산하여 시험편 표면 외관의 부식 결함 정도를 평가하는 것이다.
구리 황산염 낙하 테스트
알루미늄 합금 부동태막의 내식성을 평가하기 위해 황산구리 낙하 시험을 사용했습니다. 황산구리 부식 용액에는 황산구리 41g/L, NaCl 35g/L 및 HCl 13mL/L가 포함되어 있습니다. 시험은 점적기를 사용하여 상온에서 시료의 표면에 황산동부식용액 한 방울을 떨어뜨린 후, 하늘색에서 검은색으로 변하는 액적의 색변화를 관찰하고 색변화의 시간을 기록한다. 각 샘플에 대한 즉석 테스트는 5개 지역의 데이터 평균값을 사용합니다. 시간의 길이는 패시베이션 피막의 내식성의 장점과 단점을 모두 나타낼 수 있습니다.
패시베이션 효과에 영향을 미치는 요인
패시브 필름에 대한 황산 크롬 농도의 영향
부동태화 테스트에서 피막 형성 물질인 황산 크롬은 -변환 피막의 함량과 구조를 변경하여 표면 내식성에 영향을 미칩니다.
알루미늄 합금 샘플의 거시적 형태.
좋은 필름-형성 품질은 황산크롬과 계면활성제의 상용성에 따라 결정됩니다. 황산크롬 농도가 증가하고 계면활성제 K2ZrF₆의 양이 부족하여 표면 활성이 저하되어 필름-을 형성하는 분자와 매트릭스 사이의 결합이 약화되어 패시베이션이 발생합니다. 필름 형성이 불완전하여 필름 품질이 저하되어 필름의 내구성이 향상됩니다. 부식이 감소합니다.
패시브 필름에 대한 플루오지르콘산칼륨 농도의 영향
K2ZrF₆는 부동태화 용액의 표면{0}}활성 성분 역할을 하며, 그 농도는 필름 품질에 큰 영향을 미칩니다. 패시베이션 테스트에서 플루오로지르콘산칼륨의 주요 기능은 알루미늄 합금의 표면 장력을 감소시키고, 합금 표면을 활성화하며, 황산크롬과 기판의 완전한 반응을 촉진하여 균일하고 조밀한 코팅을 형성하고 내식성을 높이는 것입니다.
패시베이션 시간이 패시베이션 필름에 미치는 영향
패시베이션 시간은 주로 변환 필름의 두께에 영향을 미치며 산업 환경에서 적절한 패시베이션 시간은 비용을 절감하고 자원을 보존할 수 있습니다.
시간에 따른 알루미늄 합금 샘플 플레이트의 적하 시간.
5052 알루미늄 합금의 패시베이션 공정 요약
1) 5052 알루미늄 합금 샘플을 기준으로 황산 크롬의 화학적 부동태화에 가장 적합한 조건은 황산 크롬 1.0g/L, 플루오르지르콘산 칼륨 2.5g/L, 부동태화 시간 3분입니다. 이 조건으로 준비된 부동태피막은 표면의 광택이 높고 색상이 균일하며 내식성이 높아 240시간 염수분무에 적합합니다.
(2) 황산 크롬 부동태화 시험에서, 피막 형성제인 황산 크롬은 주로 변환 피막의 조성 및 구조에 영향을 미쳐 부동태화된 알루미늄 합금 표면을 생성합니다. 농도는 활성화제인 플루오르지르콘산칼륨의 농도와 일치해야 합니다. 크롬 농도가 너무 높으면 부동태화 코팅의 내식성이 저하됩니다. 플루오로지르콘산 칼륨의 주요 역할은 알루미늄 합금의 표면 장력을 감소시키고 표면을 활성화하며 황산 크롬과 매트릭스의 완전한 반응을 가능하게 하는 것입니다. 플루오로지르콘산칼륨의 농도는 그 목적을 달성하기에 충분하지 않습니다.
(3) 부동태화 시간은 주로 부동태막의 두께와 부동태화 반응 정도에 영향을 미칩니다. 지속 시간이 너무 짧으면 반응이 불충분하여 성막-품질이 저하됩니다. 시간이 너무 길면 필름이 너무 두꺼워져 표면 색상과 같은 외관 품질에 영향을 미치고 자원이 낭비됩니다.
