《鋁加-r2009年第5期總第190期技術(shù)工程6063鋁合金擠壓型材強(qiáng)度影響因素及措施分析陳新孟(貴州鋁廠生產(chǎn)處，貴州貴陽(yáng)550058摘要:從6063鋁合會(huì)化學(xué)成分控制.均勻化退火、擠壓系數(shù)選擇、鋁棒加熱溫度、淬火溫度和速度、拉伸變形量控制、時(shí)效工藝選擇等方面，結(jié)合本廠生產(chǎn)實(shí)際。分析了影響6063鋁合舍型材強(qiáng)度的岡素及生產(chǎn)中采取的措施。關(guān)鍵詞:6063鋁合金;強(qiáng)度;均勻化退火;擠壓系數(shù);風(fēng)冷淬火;拉伸;人工時(shí)效中圖分類號(hào):TG37。TG166.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1005-4898(2009J05—0049—036063鋁合金屬低合金化的AI—Mg—Si系列可熱處理強(qiáng)化型鋁合金.塑性高，可高速擠壓成斷面復(fù)雜。壁厚各異的型材。淬火溫度寬，淬火敏感性低.可實(shí)現(xiàn)在線風(fēng)冷強(qiáng)制淬火，經(jīng)人工時(shí)效后有中等強(qiáng)度.擠壓后型材表面光潔.極易陽(yáng)極氧化和著色。還可生產(chǎn)電泳、噴涂、木紋、斷橋隔熱等型材.因此在建筑型材中具有壟斷地位。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。尤其是房地產(chǎn)市場(chǎng)的高速發(fā)展中得到極廣泛的應(yīng)用。在其它用途上。由于6063型材比鋼結(jié)構(gòu)輕,室溫下具有中等強(qiáng)度和高的沖擊韌性，適于制作常用結(jié)構(gòu)件以承受一定的載荷11I。加上6063型材具有良好的耐腐蝕性能和易實(shí)現(xiàn)的多姿多彩的表面處理，在家朋電器、燈箱、車船工業(yè)、隔斷、儀器儀表等方面也得到廣泛應(yīng)用。在AI—Mg—Si組成的三元系合金中，沒有i元化合物，只有二元化合物MgzSi和M92A13,在Al—Mg—si系合金中。主要強(qiáng)化相是M92Si，合金在淬火時(shí)。固溶于基體中的MgzSi越多。時(shí)效后的型材強(qiáng)度就越高，反之，則越低。從近年6063鋁合金型材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的變化和市場(chǎng)的各種要求看，型材的強(qiáng)度指標(biāo)有提高的趨勢(shì)。而在實(shí)際生產(chǎn)中,各家的6063鋁合金擠壓型材均有強(qiáng)度偏低或不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象出現(xiàn)。我廠的6063鋁合金型材生產(chǎn)線建成投產(chǎn)已多年。其問裝備和T藝均有局部改變、調(diào)整和提高。下面結(jié)合我廠的生產(chǎn)實(shí)際。從工藝、設(shè)備、操作等方面分析和總結(jié)影響6063鋁合金型材強(qiáng)度的因素及采取的措施。16063鋁合金化學(xué)成分的控制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)6063鋁合金的化學(xué)成分規(guī)定如表l所示。表l6063鋁合金化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%其它元素SiFeCuMnMgCrZnTiAl單個(gè)合計(jì)標(biāo)準(zhǔn)0.2~0.6<O.35<O.10<O.10O.45~O.9<O.10<0.10<O.10<O.05<0.15余量作者簡(jiǎn)介:陳新孟（1968一，男，貴州遵義人。畢業(yè)于中南大學(xué)壓力加工專業(yè).工程師。收稿日期:2009—08—20-49-萬(wàn)方數(shù)據(jù)陳新孟:6063鋁合金擠壓型材強(qiáng)度影響因素及措施分析技術(shù)工程該合金主要元素足Mg和Si。他們?cè)诤辖鹬行纬山饘倩衔颩g:Si是合會(huì)的主要強(qiáng)化相。MgzSi巾Mg和Si的比為1.73。當(dāng)Mg:Si>1.73時(shí)，尚有過剩的Mg存在,它會(huì)顯著降低MgzSi槲在固態(tài)鋁中的溶解度，見表2。南于過剩Mg的這種影響,使MgzSi相在熱處理時(shí)的強(qiáng)化效果顯著降低。表2過剩Mg對(duì)MgzSi在鋁中溶解度的影響溫度/°C0%O.2%0.4%0.8%1.0%2000.250.050003000.300.160.0200400O.530.350.20O5001.050.850.690.45（.36537O.670.555951.85合金中Si含量的增加可以改善鑄造性能和焊接性能。當(dāng)Mg:Si<1.73時(shí)，合金中有過剩Si存在，它可以與鋁中的其它雜質(zhì)Fe、Mn等生成化合物，增加強(qiáng)化效果。因此對(duì)強(qiáng)度要求較高時(shí),往往合金中控制過剩Si。但隨著合金中M92Si和過剩Si含量的增加.會(huì)使6063鋁合金型材抗腐蝕性能下降，同時(shí)過剩的Si會(huì)影響氧化著色效果。兇此，在選擇耐腐蝕性要求較高的裝飾材料合金時(shí)。含過剩Mg的合金會(huì)更好些。Mg和Si的比例主要根據(jù)對(duì)合金的要求和用途來選擇.通常T業(yè)合金中Mg、Si含量比在1.73附近波動(dòng)。在AI-Mg-Si系中加入少量的Cu.可以使強(qiáng)度增加，高溫機(jī)械性能提高，但坦性下降，抗腐蝕性降低。在合金中加入微量的Ti可以細(xì)化晶粒，提高塑性和改善鍛造性能。但必須控制好總量，否則鋁型材在經(jīng)過表面處理后容易產(chǎn)乍花斑。Fe是鋁合金原料中的主要雜質(zhì)元素，在合金中隨著Fe含量的增加。合金的漫反射性能提高,當(dāng)Fe含量較高時(shí).制品的陽(yáng)極氧化膜外觀灰暗，不光亮。因而要求有光亮表面裝飾材料的6063合金一般含F(xiàn)e量不大于0.2%.而要求具有無光表面和漫反射表面的型材，F(xiàn)e含量宜大于0.2%。2均勻化退火為了改善或消除在冶金過程中形成的成分不均勻性（即成分偏析，消除鑄錠在鑄造過程中?50-產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并根據(jù)需要，改善鑄錠的內(nèi)部組織（女II使6063合會(huì)中粗大的Mg:Si艉I質(zhì)點(diǎn)溶解于基體內(nèi)，需要對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化退火。鑄造內(nèi)部成分不均勻不但影響刪材的機(jī)械性能.也會(huì)影響型材的表麗處理質(zhì)量。而鑄錠內(nèi)部的鑄造應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。均勻化退火后不同的冷卻方式，在于有效地控制Mg:Si柑的大小和分布狀態(tài)。從而達(dá)到控制強(qiáng)度的目的。通常在570?580°C保溫6?8h。為了使M92Si相能以細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)均勻分布在整個(gè)金屬基體中,鑄棒出爐后應(yīng)以較高的冷卻速度冷卻，可以川水冷或強(qiáng)制風(fēng)冷，切勿隨爐冷卻。鋁捧未經(jīng)均勻化退火就直接擠壓，會(huì)有如下影響。2.1擠壓力增大鑄造組織中存在含Mg、Si量很少的a(AI固溶體與顯微硬度達(dá)到HV450的粗條狀Mg:Si柑,兩者的變形抗力差異很大，致使擠壓不均勻變形需要更多的能量，擠壓力增大…。2.2模具壽命縮短由于未經(jīng)均勻化退火的鋁棒不太“柔和”.擠壓力較高，囚而必須降低擠壓速度才能正常生產(chǎn)。同時(shí)鋁棒表面上的強(qiáng)化相有可能劃傷擠壓模具工作帶表面，擠壓力大也造成擠壓模具快速磨損消耗.從而縮短模具使用壽命，增加擠壓模具使用成本。2.3型材強(qiáng)度指標(biāo)不理想未經(jīng)均質(zhì)處理的鋁棒組織即使在擠壓前的加熱過程中有部分Mg:Si溶入鋁棒藎體中，且粗條狀Mg，Si相在擠壓時(shí)亦有所破碎。但組織絕_IE處于Mg:Si相彌散狀態(tài),這造成型材的強(qiáng)度指標(biāo)不能達(dá)到應(yīng)有的水平11I。2.4型材易產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中,鋁俸擠作前的加熱采用廂式鏈條傳動(dòng)電阻加熱爐，沒有工頻感應(yīng)加熱爐。鋁棒在鑄造完成后沒有單獨(dú)進(jìn)行均質(zhì)處理。型材易產(chǎn)生嚴(yán)酉的擠壓紋.托傷、劃傷、粗糙等缺陷也較為明顯。采用的對(duì)策是:改造廂式鏈條電阻加熱爐,將尾區(qū)(進(jìn)口區(qū)延長(zhǎng)，并在爐子尾區(qū)和中區(qū)分別幣獨(dú)設(shè)立溫度控制系統(tǒng)。該溫控區(qū)溫度設(shè)定為均質(zhì)溫度,將均質(zhì)和加熱放在鋁棒電阻加熱爐內(nèi)同爐同步完成。彌補(bǔ)一部分由于鋁棒未均質(zhì)處萬(wàn)方數(shù)據(jù)《鋁】!ju-r2009年第5期總第190期技術(shù)工程理造成的擠壓工藝改變和對(duì)擠壓模具的傷害,同時(shí)控制好加熱爐出口鋁棒溫度，確保擠壓型材淬火溫度。進(jìn)而確保型材強(qiáng)度。3擠壓系數(shù)的選擇為確保制品有一定的機(jī)械性能，而且沿其長(zhǎng)度和截面上具有比較均勻一致的組織和性能,必須保證金屬有足夠高的變形程度，一般應(yīng)大于85%.也就是說擠壓系數(shù)應(yīng)等于或大于8。擠壓系數(shù)過大。會(huì)引起擠壓效差消失，從而使制品的強(qiáng)度降低。擠壓系數(shù)過小，會(huì)在制品中保留鑄造組織.從而使制品的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都降低,并引起制品縱向和橫向上機(jī)械性能不均勻。4鋁棒加熱溫度及風(fēng)冷淬火熱擠壓時(shí)鑄錠必須加熱。以使金屬具有較高的塑性，減少變形抗力，同時(shí)為型材在時(shí)效時(shí)獲得較好的機(jī)械性能創(chuàng)造條件。為了獲得較高的強(qiáng)度.應(yīng)選擇較高的擠壓溫度,但必須確保擠壓型材具有良好的表面質(zhì)量。一般控制擠壓溫度在470?500。C之間，我們實(shí)測(cè)出擠壓型材的出口溫度控制在500?5250C之間。6063淬火敏感性低.只要擠出型材溫度在500。525°C之間.盡快川風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻,即可阻止合金中強(qiáng)化相的析出,保持隨后時(shí)效強(qiáng)化的能力。只是實(shí)際生產(chǎn)中要注意兩點(diǎn):一是風(fēng)機(jī)的數(shù)目和容鼉要足夠大，確保冷卻速度高于600C/min;二是型材出模后要盡早開始強(qiáng)制冷卻，尤其對(duì)壁厚較厚（8>2.5mm的型材更要確保冷卻速度，使型材“淬透”。5鋁合金型材的矯直拉伸型材拉伸時(shí)必須控制好于矗伸變形最。適當(dāng)?shù)淖冃瘟?由f加速了時(shí)效過程有提高強(qiáng)度性能的作川。然而，變形過大，將有可能由于變形加速時(shí)效過程引起過時(shí)效,從而使型材強(qiáng)度降低。因此。必須嚴(yán)格控制拉伸變形量，不宜過高，而且要保持穩(wěn)定的數(shù)值，這有利于保證型材強(qiáng)度指標(biāo)的一致性。對(duì)6063鋁合金犁材,變形量一般控制在O.5%—2.5%內(nèi)，不允許超過3%。6鋁型材的時(shí)效（人工時(shí)效時(shí)效的目的是為了獲得符合標(biāo)準(zhǔn)或用戶需要的機(jī)械性能。性能指標(biāo)主要有:抗拉強(qiáng)度0-b,屈服強(qiáng)度0"0.2,延伸率8,布氏硬度HB。這些指標(biāo)實(shí)際上是制品在使用過程中承受各種應(yīng)力的能力的代用特性。在制定時(shí)效工藝參數(shù)時(shí),要綜合考慮幾個(gè)方面的囚素:一是6063合金成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的選擇,它會(huì)使強(qiáng)化相Mg瘴的含量不相同，對(duì)時(shí)效下藝有影響:二是生產(chǎn)調(diào)度和“停放時(shí)間”的控制;三是時(shí)效爐型不同.主要是時(shí)效爐循環(huán)方式、爐內(nèi)溫度均勻性、密封性能及爐子處理量不同,工藝參數(shù)的選擇也會(huì)有所不同。在生產(chǎn)實(shí)際中，針對(duì)不同的時(shí)效爐，在6063合金成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)固定的情況下,開展過很多批次的試驗(yàn)、測(cè)試、分析和調(diào)整，并長(zhǎng)期保持追蹤,制定過200±50C,保溫2小時(shí)40分鐘；180__.5°C,保溫3.5小時(shí);185_+5°C,保溫3小時(shí)等工藝制度，均能保證型材的強(qiáng)度指標(biāo)。關(guān)鍵是必須加強(qiáng)過程檢驗(yàn)和控制。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。對(duì)溫控失靈，循環(huán)風(fēng)機(jī)壞.熱電偶損壞，密封不良，過時(shí)效等原囚造成強(qiáng)度指標(biāo)異常的型材必須采用返工返修或報(bào)廢等措施進(jìn)行控制，杜絕流入下一道T序,確保成品型材強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到或滿足用戶需要。7結(jié)論造成6063鋁合金擠壓型材最終強(qiáng)度不合格是無法挽回的損失。在制定型材生產(chǎn)工藝制度時(shí)，要綜合考慮化學(xué)成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，擠壓系數(shù)選擇,均勻化退火與鋁棒加熱制度，風(fēng)冷淬火速度，拉伸變形量和時(shí)效參數(shù)選擇等各個(gè)方面。實(shí)際十產(chǎn)中要加強(qiáng)過程控制和檢驗(yàn),關(guān)鍵控制好擠樂出口溫度及在線風(fēng)冷淬火.嚴(yán)格按各項(xiàng)規(guī)程操作，方能獲得理想的強(qiáng)度性能指標(biāo)。參考文獻(xiàn)【1】聶存忠，等.6063鋁合金型材的力學(xué)性能【J】.輕合金加工技術(shù).1993.VOL。21.N03（下轉(zhuǎn)第56頁(yè)-51-萬(wàn)方數(shù)據(jù)《鋁加工》2009年第5期總第190期技術(shù)工程EffectofTemperatureonMechanicalPropertiesof2219AluminumAlloyandWeldingJointofFSWWANGWet,QUWen-qing,PENGXing-na(SchoolofMechanicalEngineering&Automation,BeihangUniversity,Beijing100191,ChinaAbstract:Meehnicalpropertiesof2219aluminumalloyanditsFSWjointwereevaluatedbytensiletestingatvarioustemperatures.Themi,’rostructureandfra(tngraphyoffractureof2219aluminumalloyanditsFSWjointwereanalyzedusingSEMandOpticalMicroscope.Theresultsindicatethatlowtemperatureissuitablefor2219alunfinumalloyanditsFSWjointbecauseitsultimatetensilestrengthandelongationincreasewithdecreasingtemperature.FSWisalsoakindofexcellentweldingprocess.Keywords:2219aluminumalloy;frictionstirwelding(FSW;lowtemperature;mechanicalproperty(上接第51頁(yè)InfluenceFactorsofStrengthof6063AluminumAlloyExtrudedProfileandMeasuresAnalysisCHENXin——meng(ProductionDepartmentofGuizhouAluminumPlant,Guiyang550058,ChinaAbstract:Thefat;tomwhichaffectthestrengthof6063aluminumalloyprofileareana|yzedfromtheaspectsofchemicalcompositioncontrol,homogenizationannealing,extrusionfhclors,heatingtemperatureofaluminumbars。quenchingtemperaturean(1speed,stretchingdeformationcontrolandagingprocessandcombiningwithproductionpractice.Themeasurestakendu6ngproductiona陀putforward.Keywords:6063aluminumalloy;homogenizationannealing;extrusionfactom;airquenching;streching;artificialaging■56?萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)6063鋁合金擠壓型材強(qiáng)度影響因素及措施分析作者:陳新孟，CHENXin-meng作者單位:貴州鋁廠生產(chǎn)處，貴州，貴陽(yáng),550058刊名:鋁加工

英文刊名:ALUMINIUMFABRICATION年，卷(期:2009,(5引用次數(shù)：0次參考文獻(xiàn)(1條聶存忠6063鋁合金型材的力學(xué)性能1993(3相似文獻(xiàn)(10條期刊論文顏建輝.陳輝煌熱處理工藝對(duì)6063鋁合金強(qiáng)度和導(dǎo)電率的影響-熱加工工藝2004(2研究了熱處理工藝參數(shù)(如時(shí)效溫度、時(shí)間等對(duì)6063鋁合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率的影響.結(jié)果表明,低溫長(zhǎng)時(shí)間和高溫短時(shí)間都可以提高強(qiáng)度，而隨著時(shí)效溫度的提高和時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),6063鋁合金的導(dǎo)電率呈上升趨勢(shì).期刊論文鐘建華.饒克.付群強(qiáng).張建新提高6063鋁合金強(qiáng)度途徑的探討-中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)2001,11(z2研究了稀土、超量硅、Al-Ti-B、稀土添加劑以及風(fēng)淬與水淬對(duì)6063鋁合金強(qiáng)度的影響,并從理論上闡明了材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化.研究表明,稀土及Al-Ti-B的含量和稀土添加劑的加入以及熱處理方式對(duì)其強(qiáng)度均有影響.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析與討論，并在此基礎(chǔ)上找到了提高其強(qiáng)度的方法與途徑.期刊論文朱亮.龍林.喬及森.ZhuLiang.LongLin.QiaoJisen時(shí)效對(duì)6063鋁合金焊接接頭性能的影響-焊接2006(5對(duì)不同焊接熱輸入下的6063鋁合金焊接接頭進(jìn)行人工時(shí)效，分析其硬度分布和強(qiáng)度的變化.通過焊后人工時(shí)效,可以提高焊接接頭各區(qū)的硬度和焊接接頭的強(qiáng)度，在焊縫區(qū)及距熔合線較近的熱影響區(qū)，可使其硬度接近或超過母材，但在熱影響區(qū)仍存在4?5mm軟化區(qū).測(cè)定熱影響區(qū)的熱循環(huán)，發(fā)現(xiàn)人工時(shí)效后硬度能完全恢復(fù)區(qū)在峰值溫度大于350°C的近縫區(qū)，硬度不能完全恢復(fù)的過時(shí)效區(qū)的峰值溫度約在250?350C.軟化的直接原因是溫度引起強(qiáng)化相不同程度溶解和長(zhǎng)大.期刊論文張建新.高愛華微量Cu對(duì)6063鋁合金組織性能的影響-熱加工工藝2009,38(22研究了Cu元素對(duì)6063鋁合金組織性能的影響，并從理論上分析了Cu的作用機(jī)理.結(jié)果表明:隨著合金元素Cu的加入,材料的導(dǎo)熱性能呈下降趨勢(shì)，緩慢冷卻對(duì)導(dǎo)熱性能具有改善作用;Cu元素對(duì)合金的腐蝕性能較為敏感,它能顯著降低合金材料的耐腐蝕性能，固溶熱處理使材料的腐蝕性能進(jìn)一步惡化;適量Cu元素有助于鑄態(tài)組織細(xì)化及材料強(qiáng)度提高，經(jīng)過同溶時(shí)效處理后,材料的抗拉強(qiáng)度比原來增加10%左右.期刊論文李科.甘衛(wèi)平.陳鐵平.楊伏良.LIKe.GANWei-ping.CHENTieping.YANGFu-liang熱處理工藝對(duì)6063鋁合金組織和力學(xué)性能的影響-鋁加工2005(2研究了熱處理工藝(包括均勻化處理、淬火方式和人工時(shí)效等對(duì)6063鋁合金組織和力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明:均勻處理能明顯改善合金組織;175C時(shí)效時(shí)合金強(qiáng)度隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，前期增長(zhǎng)較快，后期增長(zhǎng)緩慢；水淬比強(qiáng)風(fēng)冷卻能對(duì)合金力學(xué)性能產(chǎn)生更大影響;在工業(yè)化生產(chǎn)中為提高生產(chǎn)效率可以考慮采用200Cx2h的時(shí)效制度.期刊論文顏建輝.王智祥微量稀土對(duì)6063鋁合金陽(yáng)極氧化膜厚度的影響-材料保護(hù)2004,37(2稀土能細(xì)化鋁合金組織，提高其強(qiáng)度和塑性性能，對(duì)鋁合金的后處理非常有益.以添加不同含量稀土的6063鋁合金為研究對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行陽(yáng)極氧化試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了不同含量的稀土對(duì)陽(yáng)極氧化膜厚度的影響以及氧化液硫酸濃度、硫酸溫度、氧化時(shí)間、電流密度及不同的工藝參數(shù)對(duì)鋁合金膜層厚度的影響，以獲得最佳的添加稀土含量和最合適的陽(yáng)極氧化工藝參數(shù).結(jié)果表明，添加稀土的6063鋁合金比沒添加稀土的6063鋁合金有較強(qiáng)的接受極化能力,稀土可以明顯地提高6063鋁合金氧化膜厚度，稀土含量以0.20%最佳.該含量的稀土6063鋁合金獲得優(yōu)質(zhì)氧化膜的最佳工藝條件為:硫酸濃度170g/L,硫酸溫度18?22°C,氧化時(shí)間40min,電流密度1.2A/dm2.學(xué)位論文余會(huì)成6063鋁合金三價(jià)銘化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備及性能研究2009純鋁表面上有一薄層天然氧化物，它在空氣及水中一般比較穩(wěn)定,但純鋁缺乏某些必要的機(jī)械及物理性能，如較高的強(qiáng)度系數(shù)、彈性模量、抗蠕變強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度、硬度、耐磨性及較低的熱膨脹系數(shù)。因此，純鋁在作為工程材料應(yīng)用之前，通常與其它元素形成合金。一旦當(dāng)鋁與其它元素形成合金,鋁表面上的氧化物的保護(hù)性能往往降低。為了提高鋁合金的防腐蝕能力，必須進(jìn)一步開發(fā)出有效且經(jīng)濟(jì)的表面改性技術(shù)。傳統(tǒng)上使用六價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜來提高鋁及其它金屬如鋅及鋼鐵的防腐蝕性能。然而，六價(jià)銘有毒，在電器及電子工業(yè)中,歐盟禁止使用六價(jià)銘化合物。因此對(duì)環(huán)保友好工藝的需求導(dǎo)致開發(fā)不同種類的無六價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜。最近的研究涉及到鈦（Ti、鉬（Mo、鎢（W、鉆（Co、錫（Sn、鋅（Zn及稀土鹽等新型轉(zhuǎn)化膜,所有這些元素被認(rèn)為低毒,在自然界也相對(duì)豐富。最近有專利報(bào)道過在鋁合金上制備三價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜,然而進(jìn)一步對(duì)其性能及機(jī)理研究的報(bào)道卻很少。鑒于上述情況,作了以下詳細(xì)的研究:在制備轉(zhuǎn)化膜之前，使用單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了添加劑（如鋁離子（A13+、硼酸（H3BO3、硫酸鎳（NiSO4、緩蝕劑A及硫酸鉆（CoSO4在三酸（硝酸、硫酸及磷酸中對(duì)6063鋁合金光澤度及外觀的影響。鋁離子（A13+、硼酸（H3BO3、硫酸鎳（NiSO4、緩蝕劑A及硫酸鉆（CoSO4的適宜濃度范圍分別為:6至10g/L、0.9至1.2g/L、0.8至1.1g/L、0.5至0.8g/L及0.8至1.2g/L。最優(yōu)工藝條件：鋁離子（A13+的濃度為6g/L,硼酸（H3BO3的濃度為1.2g/L,硫酸鎳（NiSO4的濃度為1.1g/L,緩蝕劑A的濃度為0.5g/L,硫酸鉆（CoSO4的濃度為1.2g/L。采用掃描電鏡（SEM對(duì)處理過和未處理過的鋁合金表面形貌進(jìn)行了分析。研究了一種新的6063鋁合金三價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜工藝,采用單因素實(shí)驗(yàn)及正交法研究了五個(gè)變量（如沉積溫度、時(shí)間、槽液pH及硫酸銘鉀與磷酸的濃度對(duì)三價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜的防腐蝕性能的影響，獲得了比較適宜的成膜條件及最佳條件。適宜的條件如下:溫度為30-40°C,沉積時(shí)間為9min,pH為2.0-3.0,硫酸銘鉀與磷酸的濃度分別為15-25g/L及10-20g/L。最優(yōu)工藝條件:溫度為40C,pH為2,硫酸銘鉀的濃度為（KCr（SO4220g/L，磷酸的濃度為（H3PO420g/L。采用掃描電鏡、能譜及光電子能譜對(duì)轉(zhuǎn)化膜的形貌、成份及價(jià)態(tài)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明銘元素已沉積在鋁合金表面上,價(jià)態(tài)為三價(jià)。采用極化曲線及交流阻抗技術(shù)研究了不同條件下形成的轉(zhuǎn)化膜的電化學(xué)特性。極化曲線研究表明在適宜的條件下形成的轉(zhuǎn)化膜具有更正的腐蝕電位（Ecorr、小孔腐蝕電位（Epit及較低的腐蝕電流（icorr。因此在適宜的條件下形成的轉(zhuǎn)化膜具有較大的腐蝕阻力。為了解釋轉(zhuǎn)化膜的電化學(xué)特性，建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的表面模型。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)的模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果能較好地相吻合。通過對(duì)交流阻抗譜的擬合，獲得表面電阻、電容、荷轉(zhuǎn)移電阻及雙電層電容等電化學(xué)參數(shù)。掃描電鏡（SEM分析了未處理過和處理過的電極,發(fā)現(xiàn)其結(jié)果支持提出的表面模型。采用掃描電鏡、能譜、極化曲線及交流阻抗技術(shù)研究了轉(zhuǎn)化膜浸泡在氯化鈉溶液中的腐蝕行為。按照不同的腐蝕時(shí)期及其特性，提出并解析了不同過程的等效電路模型，對(duì)交流阻抗譜進(jìn)行了擬合。為了改善三價(jià)銘轉(zhuǎn)化膜的電化學(xué)性能，尿素、硫脲、乙醇胺,二乙醇胺及三乙醇胺分別加入鍍液中。采用極化曲線及交流阻抗技術(shù)研究了加入不同濃度的尿素、硫脲、乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺之后的轉(zhuǎn)化膜的電化學(xué)行為。結(jié)果表明加入少量的上述緩蝕劑后，防腐蝕性能明顯得到改善，然而過度的添加，腐蝕阻力減少。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)添加硫脲的效果好于添加尿素的轉(zhuǎn)化膜，添加三乙醇胺的效果好于二乙醇胺，添加二乙醇胺的效果好于乙醇胺。為了解釋轉(zhuǎn)化膜的交流阻抗譜，使用了等效電路對(duì)交流阻抗譜進(jìn)行擬合，并獲得了相關(guān)參數(shù)。無論是極化曲線還是交流阻抗結(jié)果都顯示加入緩蝕劑的效果要好于未添加的轉(zhuǎn)化膜。采用掃描電鏡、能譜及光電子能譜分析了轉(zhuǎn)化膜的形貌、成份及價(jià)態(tài)。采用極化曲線及交流阻抗技術(shù)研究添加緩蝕劑尿素及硫脲后的轉(zhuǎn)化膜在不同浸泡時(shí)間下的腐蝕行為。結(jié)果表明含緩蝕劑的轉(zhuǎn)化膜能經(jīng)受較長(zhǎng)時(shí)間的浸泡。為更加深入理解和提高膜層的防腐蝕效果，研制了三種復(fù)合轉(zhuǎn)化膜。研究了在不同硫酸鎳（NiSO4、硫酸鉆（CoSO4及硫酸鋯（Zr（SO42濃度下制備的復(fù)合轉(zhuǎn)化膜的電化學(xué)性能。為了更好地解釋轉(zhuǎn)化膜的交流阻抗譜，也對(duì)交流阻抗譜進(jìn)行了擬合，并獲得了相關(guān)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Cr-Zr復(fù)合轉(zhuǎn)化膜的防腐蝕性能大于Cr-Co復(fù)合轉(zhuǎn)化膜，Cr-Co復(fù)合轉(zhuǎn)化膜的防腐蝕性能大于Cr-Ni復(fù)合轉(zhuǎn)化膜，Cr-Ni復(fù)合轉(zhuǎn)化膜又大于非復(fù)合轉(zhuǎn)化膜。提出了三種復(fù)合轉(zhuǎn)化膜的緩蝕機(jī)理，并與含有機(jī)緩蝕劑的轉(zhuǎn)化膜的緩蝕機(jī)理作了比較，緩蝕機(jī)理顯然不同。采用掃描電鏡、能譜分析了轉(zhuǎn)化膜的形貌、成份，其結(jié)果表明三種復(fù)合轉(zhuǎn)化膜已制備。最后，對(duì)三價(jià)銘化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的沉積機(jī)理進(jìn)行了探討，并采用光電子能譜（XPS對(duì)提出的沉積機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證。應(yīng)用分布系數(shù)及迭代法對(duì)鋁及銘元素沉積的臨界pH值進(jìn)行了理論計(jì)算。8.期刊論文鐘建華.張聚國(guó).劉金明稀土對(duì)6063鋁合金組織性能的影響-表面技術(shù)2004,33（5通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了稀土具有除氣除雜的作用，在0.25%?0.30%之間時(shí)，有很好的除氣除渣的效果，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究了稀土對(duì)6063鋁合金針孔率、強(qiáng)度、硬度、流動(dòng)性的影響及作