[发明专利]一种显微组织超细化的铝合金的防腐蚀方法

说明书

本发明属于材料工程技术领域，涉及一种显微组织超细化的铝合金的防腐蚀方法。本发明利用显微组织均匀细小且晶粒尺寸在100nm以下的铝合金表面可控形成致密氧化膜的特点，通过磨光、抛光、静置过程的工艺条件控制，在铝合金表面形成致密度达到95%以上、厚度在10‑50μm、表观无5μm以上缺陷的自钝化膜，从而起到防腐蚀作用。本发明可有效降低铝合金的腐蚀速率至50%以下，解决了铝合金材料及制件的防腐蚀问题。该方法不受场地、工艺条件限制，基本无境污染，适合工业应用。

技术领域

本发明涉及材料工程技术领域，尤其是涉及一种显微组织超细化的铝合金的防腐蚀方法。

背景技术

铝合金因其较低的密度及较高的比强度、比刚度，在航空航天、高铁、汽车、船舶、海洋装备、建筑等领域有着广泛的应用。虽然铝合金的耐腐蚀性能优于钢铁，但由于使用过程中环境的复杂性，铝合金材料与制件也面临着使用中腐蚀的风险，常见的腐蚀类型包括点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等。腐蚀不仅易造成铝合金制品美观度下降，更会大幅降低铝合金材料与制件的结构强度，导致直接或间接的经济损失。

铝是一种比较活泼的金属，在自然条件下表面可以形成一层氧化膜，但是通常此种氧化膜较为疏松无法起到防护作用。目前，表面处理是最常用的铝合金防腐蚀技术之一，可以有效的提升铝合金材料及制件的耐腐蚀能力，延长使用寿命。常用的表面处理手段包括阳极氧化、微弧氧化、涂覆涂层等。阳极氧化和微弧氧化是通过电化学过程在铝合金表面形成一层致密的非晶态或晶态氧化铝膜。涂覆涂层则是在铝合金表面喷涂有机聚合物涂层。以上方法均不可避免的会造成一定程度的环境污染，且需要专用的设备、场地及一套严格控制的完整工艺流程来实现对铝合金材料及制件的表面处理，难以支持异形件、超大件或者野外现场作业。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述表面处理方法的不足，提供了一种基于显微组织超细化的铝合金的防腐蚀方法，通过一系列可控的工艺条件，在显微组织均匀细小且晶粒尺寸在100nm以下的铝合金表面形成致密氧化膜，从而起到防腐蚀作用。该方法可以手工或机械方式实施，可以在低温、室温或加热条件下完成，工艺过程简单且基本无污染，自钝化后铝合金制件尺寸变化在50μm以内，能够满足异形件、超大件或者野外现场作业的需要。

本发明的技术方案：所述的一种显微组织超细化的铝合金的防腐蚀方法，适用于显微组织均匀细小且晶粒尺寸在100nm以下的铝合金，具体步骤如下：

步骤一，对显微组织超细化的铝合金表面进行磨光处理，磨光后铝合金表面粗糙度Ra≤0.4μm；

步骤二，对显微组织超细化的铝合金表面进行抛光处理，抛光后铝合金表面粗糙度Ra≤0.1μm；

步骤三，对显微组织超细化的铝合金表面进行清洁，去除表面的污物及油脂；

步骤四，将显微组织超细化的铝合金在可控的温度（-40℃~200℃）、湿度（0-100%）条件下、空气环境中静置一定时间（48h~20min），形成致密度达到95%以上、厚度在10-50μm、表观无5μm以上缺陷的自钝化膜，表面硬度达到500HV以上。优选的，显微组织超细化的铝合金在特定的温度范围（80℃~200℃）、湿度范围（40-70%）及空气环境静置时间（2h~20min）条件下，形成致密度达到97-98%、厚度在40-50μm、表观无2μm以上缺陷的自钝化膜，表面硬度可达到650~800HV。

可选地，磨光和抛光处理过程可采用手工或机械方式实施。

可选地，静置成膜在可控的温度（-40℃~200℃）、湿度（0-100%）条件下、空气环境中进行。

可选地，所述的手工磨光过程依次用200#、400#、800#、1200#水砂纸打磨。