探討表面處理工藝對(duì)鋁合金防腐涂層性能的影響

張 君

（江蘇萬(wàn)源新材料股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)鋁合金材料的需求量都處于不斷增長(zhǎng)之中，所以有關(guān)鋁合金的研究也應(yīng)該不斷深入，本文將所選取的三組鋁合金分為X、Y、Z三組，對(duì)X、Y、Z三組各進(jìn)行基本打磨處理、基本鈍化處理和基材陽(yáng)極氧化處理，并對(duì)三組分別實(shí)施拉開法附著力實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)及耐海水浸泡實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察分析得出這三組樣本的性能測(cè)試結(jié)果[1]。

1 實(shí)驗(yàn)基本過(guò)程說(shuō)明

1.1 實(shí)驗(yàn)所需材料和儀器

本文研究主要選取5083鋁合金材料為實(shí)驗(yàn)的樣本，將這其中的三組相同材料命名為X組、Y組和Z組，并將725-B40-EF1自拋光無(wú)銅防污漆、725-H06-19環(huán)氧鋅黃防腐漆、725-D01=52表面鈍化劑、725-H44-61環(huán)氧厚漿防腐底漆和725-HB53-1環(huán)氧丙烯酸連接漆作為備用，同時(shí)將液壓附著力測(cè)試儀（Politest AT-A型）和電化學(xué)阻抗譜儀（Atuo Lab M273A型）作為研究的主要實(shí)驗(yàn)儀器。

1.2 防腐防污涂層體系的制備

為適應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求，本文研究把725-B40-EF1自拋光無(wú)銅防污漆作為防腐防污涂層中的一號(hào)涂層，并設(shè)置厚度為80μm、道數(shù)為1道[2]。同時(shí)將725-HB53-1環(huán)氧丙烯酸連接備用漆和725-H44-61環(huán)氧厚漿防腐底漆分別設(shè)置為防腐防污涂層中的二號(hào)涂層和三號(hào)涂層，并設(shè)置厚度為50μm、道數(shù)為1道。把725-H06-19環(huán)氧鋅黃防腐漆設(shè)置為防腐防污涂層的四號(hào)圖層，與二三涂層一樣設(shè)置厚度為50μm、道數(shù)為1道。

1.3 進(jìn)一步實(shí)施表面處理工藝

前面已經(jīng)提到，本文研究在對(duì)鋁合金進(jìn)行防腐涂層性能測(cè)試之前會(huì)分別對(duì)X、Y、Z三組各進(jìn)行基本打磨處理、基本鈍化處理和基材陽(yáng)極氧化處理，首先，對(duì)X組鋁合金材料所實(shí)施的基本打磨處理是在樣板的表面進(jìn)行涂油，在此基礎(chǔ)上再用1.5#砂紙對(duì)表面進(jìn)行打磨，材料打磨的表面粗糙度為20μm，隨后用無(wú)水乙醇清洗樣板并涂裝防腐防污涂層。其次，是對(duì)Y組鋁合金材料實(shí)施的基本鈍化處理，基本步驟與先前的基本打磨處理相似，只是在用無(wú)水乙醇清洗樣板之后需要使其干燥，并在該樣板的表面噴涂上725-D01-52鈍化劑，確保樣板表面的鈍化膜形成之后再進(jìn)行防腐防污的涂裝。最后，是對(duì)Z組鋁合金材料實(shí)施基材陽(yáng)極氧化處理，也需要先對(duì)樣板進(jìn)行打磨、拋光、涂油，然后再實(shí)施陽(yáng)極氧化處理，在放置時(shí)長(zhǎng)達(dá)到4個(gè)小時(shí)后涂裝防腐防污涂層，并在時(shí)長(zhǎng)達(dá)到5天后再次涂裝防腐防污涂層。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)分析

2.1 腐蝕擴(kuò)散分析

通過(guò)對(duì)鋁合金樣板涂層有劃傷一面的定期觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)打磨處理的樣板在海水中浸泡五個(gè)月后會(huì)在劃傷處出現(xiàn)少量的黃色腐蝕物，并且腐蝕物會(huì)在整個(gè)過(guò)程中不斷增加，原有的劃痕邊緣也會(huì)逐漸鼓起，但樣板在浸泡五個(gè)月后并不會(huì)出現(xiàn)氧化膜脫落的情況。

2.2 附著力性能測(cè)試分析

從實(shí)際的附著力測(cè)試來(lái)看，X組和Y組樣板的附著力會(huì)有明顯的增長(zhǎng)，二者附著力可以分別達(dá)到16.4兆帕和20兆帕，725-H44-61環(huán)氧厚漿防腐底漆涂層內(nèi)部還出現(xiàn)了界面的斷裂，而且Y組鋁合金樣板防腐層在放置4小時(shí)后五天后的附著力都有不同程度的下降，兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的附著力分別為9.3兆帕和6.5兆帕。對(duì)于以上現(xiàn)象的產(chǎn)生，原因主要有以下幾點(diǎn)：第一，鋁合金材料在經(jīng)過(guò)鈍化之后會(huì)在表面形成比較密的鈍化膜，鈍化膜上的鈍化液是可以加快氧化膜內(nèi)部防腐防污層滲透的，從而實(shí)現(xiàn)防腐涂層對(duì)氧化膜孔穴的充分填充，同時(shí)也能讓鈍化膜和防腐防污涂層之間的相容性，所以表面鈍化處理是能夠有效提升鋁合金防腐防污涂層附著力性能的。第二，鋁合金材料在經(jīng)過(guò)打磨之后會(huì)在表面形成帶孔穴的疏松氧化薄膜，同時(shí)和725-H06-19環(huán)氧鋅黃防腐漆產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并出現(xiàn)錨固的現(xiàn)象。所以表面打磨處理也是可以有效提升鋁合金防腐防污涂層附著力性能的。第三，鋁合金材料在實(shí)施表面陽(yáng)及氧化處理之后會(huì)形成雙層的氧化膜，上下層稍微會(huì)有不同，上層為多孔氧化膜而下層為微孔致密層，它們比自然形成的氧化膜更具耐蝕性和耐腐性，與防腐防污涂層的鉻酸根也相對(duì)不容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，所以陽(yáng)極氧化處理工藝實(shí)際上會(huì)降低鋁合金防腐防污涂層的附著性能。

2.3 耐蝕性能分析

在本次研究中，X組鋁合金樣板的模擬電阻值在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了一定程度的下降，模擬電阻的電阻值在海水中浸泡5個(gè)月后會(huì)出現(xiàn)下降，電阻值在浸泡之后下降到了80000000Ω～130000000Ω，而Y組鋁合金樣板的耐蝕性能在經(jīng)過(guò)5個(gè)月海水浸泡之后出現(xiàn)了一定程度的上升，它的模擬電阻值則約為100000000Ω～130000000Ω。對(duì)于這些情況的出現(xiàn)，首先是因?yàn)殇X合金表面在大氣環(huán)境中產(chǎn)生了自然的氧化膜，自然氧化膜的通常模擬電阻值約為1480Ω，但防腐防污涂層的模擬電阻值在通常情況下都可達(dá)到1000000000Ω，比自然形成的氧化膜要大更多，所以防腐防污涂層才能夠大幅度地提升鋁合金材料耐蝕性能。其次，將浸泡后的鋁合金樣板與浸泡之前相比較，可以發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極氧化膜實(shí)際上可以讓鋁合金與防腐防污涂層之間的界面電阻更大，但是鈍化膜并不能達(dá)到這樣的效果，所以鋁合金在陽(yáng)極氧化處理完成后應(yīng)立即涂裝防腐防污涂層，保證鋁合金材料防腐防污涂層的附著力和防腐性能、耐蝕性能都足夠理想。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文研究分別選取X、Y、Z三組鋁合金材料作為樣本，對(duì)分別三組各進(jìn)行基本打磨處理、基本鈍化處理和陽(yáng)極氧化處理以及拉開法附著力實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)及耐海水浸泡實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察分析發(fā)現(xiàn)對(duì)鋁合金材料采取的表面處理方法如果不同，其防腐防污涂層的性能也會(huì)存在一定的差別，鈍化處理和打磨處理工藝都會(huì)有效提升鋁合金防腐防污涂層附著力性能，而陽(yáng)極氧化處理工藝會(huì)讓鋁合金防腐防污涂層的附著性能有所降低，在實(shí)際的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇。