Бесхромовая пассивация поверхности алюминиевых сплавов

Применение алюминия

 Алюминий - самый производительный и широко используемый металлический материал среди цветных металлов. В производстве конструкционных металлических материалов он уступает только железу и стали.

Полностью алюминиевый двигатель   

Преимущество алюминиевых блоков, изготовленных методом литья под давлением, заключается в их малом весе, что позволяет экономить топливо за счет снижения массы. При одинаковом рабочем объеме двигателя использование алюминиевого блока позволяет снизить вес примерно на 20 кг. На каждые 10 % снижения собственного веса автомобиля расход топлива может быть уменьшен на 6-8 %.

Недостатки хроматной обработки поверхности

Хроматный метод очистки содержит большое количество ионов шестивалентного хрома в растворе сточной емкости, согласно GB 8978-1996 "Комплексный стандарт выбросов для сточных вод", концентрация шестивалентного хрома в растворе сточной емкости не превышает 0,5 мг/л. Однако ионы шестивалентного хрома являются канцерогенными для человеческого организма. Длительное воздействие соединений шестивалентного хрома может привести к раку легких, верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта, а также к дерматитам, аллергическим и экзематозным кожным реакциям, заболеваниям дыхательных путей, глаз, поражениям слизистой оболочки рта, гастроэнтеритам, нарушениям функции почек и другим острым отравлениям.

  В целях удовлетворения потребностей экологически чистого общества обработка поверхности заменяет хромирование. Поэтому наша цель - уменьшить загрязнение окружающей среды.

Пассивирование поверхности без хрома

в настоящее время алюминий Бесхромовое химическое оксидирование циркониевой системы, титановой системы, манганатной системы, молибдатной системы, редкоземельной системы, системы литиевых солей, силикатной системы, танатной системы и так далее. В настоящее время в отечественном алюминиевом сплаве анодная оксидная пленка без хрома запечатывается методом обработки поверхности с использованием редкоземельных металлов. Использование соли церия или других редкоземельных солей для обработки эффекта метода с солями металлов комнатной температуры, хромат анодного окисления пленки эффект аналогичен.

Факторы, влияющие на пассивацию поверхности

-Концентрация соли церия
-Концентрация пленкообразующего окислителя (перманганата калия)
-Концентрация пленкообразующего ускорителя (аммонийной соли)
-Температура
-Time

Экспериментальные процедуры:

1. обезжиривание
  Протрите обезжиривающую вату, смоченную растворителем, чтобы удалить масло, а затем протрите несколько раз чистой хлопчатобумажной тканью. Обычно используются следующие растворители: трихлорэтилен, этилацетат, ацетон, бутанон и бензин.
2. полировка 
Ручная полировка, т.е. полировка наждачной бумагой, используется в зависимости от фактической необходимости; или для полировки используется химический полировочный раствор.
3. Окисление алюминия
Для поиска оптимальных параметров и условий эксперимента был использован метод одной переменной.
4. тестирование результатов и обратная связь
Коррозионная стойкость проверялась методом точечной кислотной коррозии, а прочность - твердомером. И микроструктура наблюдателя с электронным микроскопом. Для недостатков, а затем улучшить.

Ожидаемые результаты

  1.Обработанные алюминиевые сплавы соответствуют или превосходят по коррозионной стойкости и механической прочности сплавы, обработанные обычными хроматами.

    2.Постепенная замена хроматной обработки является целесообразной и надежной, предпочтительной для промышленного применения. Это значительно снизит вред, наносимый ионами шестивалентного хрома окружающей среде, жизни и здоровью людей, и заставит промышленное производство развиваться в экологически безопасном направлении.

    3.Полный набор отчетов о закрытии SIT.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) по применению алюминия и бесхромовой пассивационной обработке

1. Каковы преимущества алюминия в автомобильных двигателях?

Алюминиевые двигатели значительно снижают расход топлива за счет облегчения (снижение веса примерно на 20 кг), при этом снижение веса автомобиля на 10% позволяет сэкономить 6%-8% топлива.

2. Каковы основные опасности хроматных покрытий?

При обработке хроматом образуется канцерогенный шестивалентный хром, который вызывает рак легких, кожные заболевания и другие проблемы со здоровьем, а также загрязняет окружающую среду, требуя строгого контроля за выбросами.

3. Каковы основные альтернативы бесхромовой пассивации?

К основным методам относятся циркониевые, титановые, редкоземельные (например, соли церия) и силикатные системы, которые близки к хроматам, но более экологичны.

4. Какие ключевые факторы влияют на эффективность бесхромовой пассивации?

Концентрация соли церия, окислитель (перманганат калия), ускоритель (соль аммония), температура и время обработки - вот основные факторы, влияющие на процесс.

5. Как проверить свойства обработанных алюминиевых сплавов?

Процесс оптимизируется путем проверки коррозионной стойкости с помощью кислотной коррозии, измерения прочности с помощью твердомера и наблюдения за микроструктурой с помощью электронного микроскопа.

6. Может ли бесхромовая обработка соответствовать стандартам для промышленного применения?

Цель эксперимента - превзойти хроматовую обработку по коррозионной стойкости и механической прочности, а также способствовать промышленному замещению экологически чистых процессов.

7. Какие этапы включает в себя эксперимент по обработке алюминиевой поверхности?

Процесс разделен на четыре этапа: обезжиривание (протирка растворителем), полировка (ручная/химическая), оксидирование (оптимизация параметров) и тестирование характеристик.

8. Почему стоит продвигать технологию бесхромовой обработки поверхности?

Уменьшение загрязнения гексавалентным хромом снижает риски для окружающей среды и здоровья людей и соответствует тенденции "зеленого" производства и международным экологическим нормам.

9. В чем преимущества обработки солями редкоземельного церия?

Эффект пассивации солью церия близок к хромату, стоимость контролируема и малотоксична, является основным направлением исследований отечественной бесхромовой герметизации.

10. Какое значение имеет данное исследование для охраны окружающей среды в промышленности?

Успешное применение бесхромовой технологии поможет алюминиевой промышленности сократить выбросы, стимулировать устойчивое развитие и снизить риск несоблюдения корпоративных норм.