探讨表面处理工艺对铝合金防腐涂层性能的影响

张 君

（江苏万源新材料股份有限公司，江苏 镇江 212000）

随着我国工业化进程的不断加快和市场经济的快速发展，我国各行各业对铝合金材料的需求量都处于不断增长之中，所以有关铝合金的研究也应该不断深入，本文将所选取的三组铝合金分为X、Y、Z三组，对X、Y、Z三组各进行基本打磨处理、基本钝化处理和基材阳极氧化处理，并对三组分别实施拉开法附着力实验和电化学阻抗实验及耐海水浸泡实验，通过观察分析得出这三组样本的性能测试结果[1]。

1 实验基本过程说明

1.1 实验所需材料和仪器

本文研究主要选取5083铝合金材料为实验的样本，将这其中的三组相同材料命名为X组、Y组和Z组，并将725-B40-EF1自抛光无铜防污漆、725-H06-19环氧锌黄防腐漆、725-D01=52表面钝化剂、725-H44-61环氧厚浆防腐底漆和725-HB53-1环氧丙烯酸连接漆作为备用，同时将液压附着力测试仪（Politest AT-A型）和电化学阻抗谱仪（Atuo Lab M273A型）作为研究的主要实验仪器。

1.2 防腐防污涂层体系的制备

为适应实验需求，本文研究把725-B40-EF1自抛光无铜防污漆作为防腐防污涂层中的一号涂层，并设置厚度为80μm、道数为1道[2]。同时将725-HB53-1环氧丙烯酸连接备用漆和725-H44-61环氧厚浆防腐底漆分别设置为防腐防污涂层中的二号涂层和三号涂层，并设置厚度为50μm、道数为1道。把725-H06-19环氧锌黄防腐漆设置为防腐防污涂层的四号图层，与二三涂层一样设置厚度为50μm、道数为1道。

1.3 进一步实施表面处理工艺

前面已经提到，本文研究在对铝合金进行防腐涂层性能测试之前会分别对X、Y、Z三组各进行基本打磨处理、基本钝化处理和基材阳极氧化处理，首先，对X组铝合金材料所实施的基本打磨处理是在样板的表面进行涂油，在此基础上再用1.5#砂纸对表面进行打磨，材料打磨的表面粗糙度为20μm，随后用无水乙醇清洗样板并涂装防腐防污涂层。其次，是对Y组铝合金材料实施的基本钝化处理，基本步骤与先前的基本打磨处理相似，只是在用无水乙醇清洗样板之后需要使其干燥，并在该样板的表面喷涂上725-D01-52钝化剂，确保样板表面的钝化膜形成之后再进行防腐防污的涂装。最后，是对Z组铝合金材料实施基材阳极氧化处理，也需要先对样板进行打磨、抛光、涂油，然后再实施阳极氧化处理，在放置时长达到4个小时后涂装防腐防污涂层，并在时长达到5天后再次涂装防腐防污涂层。

2 实验结果及相关分析

2.1 腐蚀扩散分析

通过对铝合金样板涂层有划伤一面的定期观察发现，经过打磨处理的样板在海水中浸泡五个月后会在划伤处出现少量的黄色腐蚀物，并且腐蚀物会在整个过程中不断增加，原有的划痕边缘也会逐渐鼓起，但样板在浸泡五个月后并不会出现氧化膜脱落的情况。

2.2 附着力性能测试分析

从实际的附着力测试来看，X组和Y组样板的附着力会有明显的增长，二者附着力可以分别达到16.4兆帕和20兆帕，725-H44-61环氧厚浆防腐底漆涂层内部还出现了界面的断裂，而且Y组铝合金样板防腐层在放置4小时后五天后的附着力都有不同程度的下降，两个时间点的附着力分别为9.3兆帕和6.5兆帕。对于以上现象的产生，原因主要有以下几点：第一，铝合金材料在经过钝化之后会在表面形成比较密的钝化膜，钝化膜上的钝化液是可以加快氧化膜内部防腐防污层渗透的，从而实现防腐涂层对氧化膜孔穴的充分填充，同时也能让钝化膜和防腐防污涂层之间的相容性，所以表面钝化处理是能够有效提升铝合金防腐防污涂层附着力性能的。第二，铝合金材料在经过打磨之后会在表面形成带孔穴的疏松氧化薄膜，同时和725-H06-19环氧锌黄防腐漆产生化学反应并出现锚固的现象。所以表面打磨处理也是可以有效提升铝合金防腐防污涂层附着力性能的。第三，铝合金材料在实施表面阳及氧化处理之后会形成双层的氧化膜，上下层稍微会有不同，上层为多孔氧化膜而下层为微孔致密层，它们比自然形成的氧化膜更具耐蚀性和耐腐性，与防腐防污涂层的铬酸根也相对不容易产生化学反应，所以阳极氧化处理工艺实际上会降低铝合金防腐防污涂层的附着性能。

2.3 耐蚀性能分析

在本次研究中，X组铝合金样板的模拟电阻值在实验过程中出现了一定程度的下降，模拟电阻的电阻值在海水中浸泡5个月后会出现下降，电阻值在浸泡之后下降到了80000000Ω～130000000Ω，而Y组铝合金样板的耐蚀性能在经过5个月海水浸泡之后出现了一定程度的上升，它的模拟电阻值则约为100000000Ω～130000000Ω。对于这些情况的出现，首先是因为铝合金表面在大气环境中产生了自然的氧化膜，自然氧化膜的通常模拟电阻值约为1480Ω，但防腐防污涂层的模拟电阻值在通常情况下都可达到1000000000Ω，比自然形成的氧化膜要大更多，所以防腐防污涂层才能够大幅度地提升铝合金材料耐蚀性能。其次，将浸泡后的铝合金样板与浸泡之前相比较，可以发现阳极氧化膜实际上可以让铝合金与防腐防污涂层之间的界面电阻更大，但是钝化膜并不能达到这样的效果，所以铝合金在阳极氧化处理完成后应立即涂装防腐防污涂层，保证铝合金材料防腐防污涂层的附着力和防腐性能、耐蚀性能都足够理想。

3 结语

综上所述，本文研究分别选取X、Y、Z三组铝合金材料作为样本，对分别三组各进行基本打磨处理、基本钝化处理和阳极氧化处理以及拉开法附着力实验和电化学阻抗实验及耐海水浸泡实验，通过观察分析发现对铝合金材料采取的表面处理方法如果不同，其防腐防污涂层的性能也会存在一定的差别，钝化处理和打磨处理工艺都会有效提升铝合金防腐防污涂层附着力性能，而阳极氧化处理工艺会让铝合金防腐防污涂层的附着性能有所降低，在实际的过程中应当根据实际的情况进行选择。