Passivazione superficiale senza cromo delle leghe di alluminio

Applicazioni in alluminio

 L'alluminio è il materiale metallico più produttivo e ampiamente utilizzato tra i metalli non ferrosi. È secondo solo al ferro e all'acciaio nella produzione di materiali metallici strutturali.

Motore interamente in alluminio   

Il vantaggio dei blocchi in alluminio pressofuso è la loro leggerezza, che consente di risparmiare carburante grazie alla riduzione del peso. In un motore di pari cilindrata, l'uso di un blocco in alluminio può ridurre il peso di circa 20 kg. Per ogni 10% di riduzione del peso proprio del veicolo, il consumo di carburante può essere ridotto del 6-8%.

Svantaggi del trattamento superficiale al cromato

Il metodo di trattamento del cromato contiene una grande quantità di ioni di cromo esavalente nella soluzione del serbatoio dei rifiuti; secondo la norma GB 8978-1996 "Comprehensive Emission Standard for Sewage", la concentrazione di cromo esavalente nella soluzione del serbatoio dei rifiuti non è superiore a 0,5mg/L. Tuttavia, gli ioni di cromo esavalente sono cancerogeni per il corpo umano. L'esposizione a lungo termine ai composti di cromo esavalente può provocare cancro ai polmoni, alle vie respiratorie superiori e all'apparato gastrointestinale, oltre a dermatiti, reazioni allergiche ed eczematose della pelle, malattie respiratorie, oculari, lesioni della mucosa orale, gastroenteriti, disfunzioni renali e altre intossicazioni acute.

  Per soddisfare le esigenze di una società rispettosa dell'ambiente, il trattamento delle superfici sta sostituendo la cromatura. Il nostro obiettivo è quindi quello di ridurre l'inquinamento ambientale.

Passivazione superficiale senza cromo

al momento attuale alluminio Ossidazione chimica senza cromo del sistema zirconio, del sistema titanio, del sistema manganato, del sistema molibdato, del sistema terre rare, del sistema sale di litio, del sistema silicato, del sistema tannato e così via. Attualmente, la pellicola di ossido anodico della lega di alluminio nazionale senza il metodo di sigillatura del cromo utilizza il trattamento superficiale con terre rare. Utilizzando il sale di cerio o altri sali di terre rare per il trattamento dell'effetto del metodo con sali metallici a temperatura ambiente, l'effetto del film di ossidazione anodica al cromato è simile.

Fattori che influenzano la passivazione superficiale

-Concentrazione del sale di cerio
-Concentrazione dell'ossidante che forma la pellicola (permanganato di potassio)
-Concentrazione dell'acceleratore di formazione della pellicola (sale di ammonio)
-Temperatura
-Tempo

Procedure sperimentali:

1. Trattamento di sgrassatura
  Passare un batuffolo di cotone sgrassante inumidito con il solvente per rimuovere l'olio, quindi passare più volte un panno di cotone pulito. I solventi comunemente utilizzati sono: tricloroetilene, acetato di etile, acetone, butanone e benzina.
2. Lucidatura 
La lucidatura manuale, ovvero la lucidatura con carta vetrata, viene utilizzata in base alle effettive esigenze; oppure la lucidatura con soluzione chimica.
3. Ossidazione dell'alluminio
Per trovare i parametri e le condizioni sperimentali ottimali è stato utilizzato il metodo della singola variabile.
4. Test dei risultati e feedback
La resistenza alla corrosione è stata testata con il metodo della corrosione acida a punti e la resistenza del tester è stata testata con il tester di durezza. La microstruttura dell'osservatore è stata analizzata al microscopio elettronico. Per le carenze e poi migliorare.

Risultati attesi

  1.Le leghe di alluminio trattate sono in grado di soddisfare o superare la resistenza alla corrosione e la forza meccanica di quelle trattate con cromati convenzionali.

    2.La sostituzione graduale del trattamento con cromati è fattibile e affidabile, preferibilmente per le applicazioni industriali. Ridurrà notevolmente i danni causati dagli ioni di cromo esavalente all'ambiente, alla vita e alla salute umana e farà sì che la produzione industriale si sviluppi in una direzione rispettosa dell'ambiente.

    3.Una serie completa di rapporti di chiusura del SIT.

Domande frequenti (FAQ) sulle applicazioni dell'alluminio e sui trattamenti di passivazione senza cromo

1. Quali sono i vantaggi dell'alluminio nei motori automobilistici?

I motori in alluminio riducono significativamente il consumo di carburante grazie all'alleggerimento (riduzione del peso di circa 20 kg), con una riduzione del peso dell'auto di 10% che consente di risparmiare 6%-8% di carburante.

2. Quali sono i principali rischi delle finiture cromate?

Il trattamento del cromato produce cromo esavalente cancerogeno, che causa cancro ai polmoni, malattie della pelle e altri problemi di salute, e inquina l'ambiente richiedendo un rigoroso controllo delle emissioni.

3. Quali sono le alternative mainstream alla passivazione senza cromo?

I metodi più diffusi includono lo zirconio, il titanio, le terre rare (ad esempio i sali di cerio) e i sistemi a base di silicati, che si avvicinano ai cromati ma sono più rispettosi dell'ambiente.

4. Quali sono i fattori chiave che influenzano l'efficacia della passivazione senza cromo?

La concentrazione del sale di cerio, l'agente ossidante (permanganato di potassio), l'acceleratore (sale di ammonio), la temperatura e il tempo di trattamento sono i principali fattori di influenza.

5. Come testare le proprietà delle leghe di alluminio trattate?

Il processo viene ottimizzato testando la resistenza alla corrosione mediante corrosione acida, misurando la resistenza con un tester di durezza e osservando la microstruttura con un microscopio elettronico.

6. I trattamenti senza cromo possono soddisfare gli standard per le applicazioni industriali?

L'obiettivo sperimentale è quello di superare il trattamento al cromato in termini di resistenza alla corrosione e di forza meccanica e di promuovere la sostituzione industriale di processi ecocompatibili.

7. Quali sono le fasi dell'esperimento di trattamento superficiale dell'alluminio?

Il processo è suddiviso in quattro fasi: sgrassaggio (pulizia con solventi), lucidatura (manuale/chimica), ossidazione (ottimizzazione dei parametri) e test delle prestazioni.

8. Perché promuovere la tecnologia di trattamento superficiale senza cromo?

La riduzione della contaminazione da cromo esavalente riduce i rischi per l'ambiente e la salute ed è in linea con la tendenza della produzione ecologica e con le normative ambientali internazionali.

9. Quali sono i vantaggi del trattamento con sali di cerio delle terre rare?

L'effetto di passivazione del sale di cerio è vicino a quello del cromato, il costo è controllabile e la tossicità è bassa; è la direzione di ricerca principale della sigillatura nazionale senza cromo.

10. Qual è il significato dello studio per la protezione dell'ambiente industriale?

Il successo dell'applicazione della tecnologia senza cromo aiuterà l'industria dell'alluminio a ridurre le emissioni, a promuovere lo sviluppo sostenibile e a ridurre il rischio di conformità aziendale.