铝材表面如何才能有效保护？
铝材表面如何才能有效保护？
铝合金由于其轻质、强度高和良好的导电性等特点，在建筑、航空、汽车等多个领域都有广泛应用。然而，铝合金的抗腐蚀能力不强，容易沾染污迹。因此，铝合金材料通常要进行特殊的氧化处理，从而获得具有耐蚀、耐磨等良好性能的人工膜。本文将介绍几种常用的铝合金表面保护方法。
铝合金表面保护方法
1. 阳极氧化法
铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，施加阳极电压进行电解，在铝的表面形成一层致密的Al2O3膜，该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。阳极氧化时，氧化膜的形成过程包括膜的电化学生成和膜的化学溶解两个同时进行的过程。当成膜速度大于溶解速度时，膜才得以形成和成长。通过降低膜的溶解速度，可以提高膜的致密度。氧化膜的性能是由膜孔的致密度决定的。
2. 激光熔覆法
激光熔覆法是在高能光束的作用下，将一种或多种合金元素和基体表面快速加热熔化，光束移开后自然冷却的一种表面强化方法。通过该方法可以在铝合金表面熔覆铜基、镍基复合材料以及陶瓷粉末，提高铝合金表面的耐腐蚀性。但该方法的不足之处是界面上易形成脆性相和裂纹，实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题较难解决。
3. 稀土转化膜法
此法兴起于20世纪80年代中期，直至今日，已经有很多研究机构和个人，对稀土元素在铝合金转化膜中的应用做了大量的研究和报道。在众多的稀土化合物中，目前被研究较多的是铈的可溶性盐类。稀土转化膜法的优点是工艺简单，生产成本低。缺点是稀土盐溶液需长期浸泡，并且需要在较高的温度中，工艺处理的时间长。
4. 电沉积层
电沉积是金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程。它是金属电解冶炼、电解精炼、电镀、电铸过程的基础。这些过程在一定的电解质和操作条件下进行，金属电沉积的难易程度以及沉积物的形态与沉积金属的性质有关，也依赖于电解质的组成、pH值、温度、电流密度等因素。此外，电沉积在20世纪60年代就已经开始工业化生产，其优点是厚度容易控制，所形成的连续膜和基材界面间黏结力强，而且可以将电沉积涂层同时作为底漆使用或直接将涂层体系用电沉积的一道漆来代替。可以应用于电沉积的基体树脂有丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等，另外导电聚合物聚苯胺、聚吡咯等也可以用作铝合金的防腐涂层。
5. 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是采用溶胶-凝胶工艺，用过渡金属醇盐作为合成氧化物的前驱体，在铝合金表面形成氧化膜以减缓铝合金腐蚀的方法。相对于其他处理方法，溶胶-凝胶法是目前铬酸盐处理的最佳替代品，因为其具有施工工艺简单、防腐效果好等优点。
铝合金涂层处理法
为了获得具有耐磨性、耐候性、耐蚀性等良好性能，更多的研发人员也想到了另外的办法，对铝合金材料涂层进行特殊处理也能达到良好的效果。一般的涂层处理法有：
1. 化学镀处理
化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能环保日益受到人们的关注，化学镀使用范围很广，镀层均匀，装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命，在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为防腐处理技术的一个新发展。铝合金活跃性很强。容易形成氧化膜，妨碍金属键的形成，故进行电镀或化学镀比较困难。一般都会先在铝合金表面预镀镍，然后再在此基础上镀其他金属。化学镀镍工艺中应用最广的是化学镀Ni-P，分为两种方法∶浸锌-预镀层法、直接化学镀镍。浸锌-预铍层法的主要缺点是在潮湿的腐蚀环境中，锌粗对于镍镀层是阳极，将受到横向腐蚀，最终导致镍层剥落。另外，过渡锌层熔点低，限制了它的应用范围，而且两次浸锌之间还有一次硝酸退锌程序，会污染生产环境，并且浸锌层还对化学镀镍溶液造成污染。
2. 热喷涂处理
热喷涂是以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。针对铝合金零件表面的涂层处理，热喷涂方法是一种较成熟有效的表面处理方法。热喷涂技术的优点有∶设备轻便、可现场施工、工艺灵活、操作程序少、可快捷修复、减少加工时间，涂层厚度可以控制等。热喷涂材料根据材料性质可分为金属与合金、陶瓷、有机高分子材料、复合材料等。喷涂工艺主要包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、低压等离子喷涂、水稳等离子喷涂等。由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料，因此能制成具备各种性能的功能涂层，并且施工灵活，适应性强。但热喷涂方式得到的涂层对基体的结合力较低，涂层孔隙多，还需要进一步改善。