[00318275]铝/钛合金的电化学氧化技术

一、成果简介

针对航空工业中铝合金、钛合金等的防护需求，团队长期开展电化学氧化技术研究。研发的铝合金无铬钝化技术可以与Alodine工艺相媲美，钛合金化学转化工艺填补了国内空白。同时，自主提出了一种采用有机磷酸作为电解液的铝合金新型阳极氧化工艺，耐蚀性能好于铬酸阳极氧化及封闭技术，并满足环保需求。针对航空发动机中钛合金部件的耐磨需求，深入开展了钛合金微弧氧化机理及复合微弧氧化技术研究，基于大量研究数据建立了减摩/耐磨微弧氧化复合陶瓷涂层的设计准则。

二、主要技术指标

钛合金化学转化工艺技术指标：（1）可以在TC1、TC4、TB2等钛合金表面制备出均匀一致的灰色转化膜；（2）转化膜厚约1~1.5μm，可通过168h中性盐雾试验；（3）与漆膜的干法附着力可达0级、湿法附着力可达1级，且不会影响钛合金基体的疲劳性能。该工艺填补了国内钛合金化学转化工艺的空白，有望用于钛合金蒙皮的表面处理。

铝合金新型有机磷酸阳极氧化工艺技术指标：（1）采用HEDP作为电解液，槽液环保无毒、废水处理简单；（2）该工艺适用于1xxx、2xxx、6xxx、7xxx、Al-Li等多系列铝合金，可以获得4~15 μm不等的阳极氧化膜；（3）HEDP阳极氧化膜耐蚀性优良，可与铬酸阳极氧化膜媲美。

铝合金、钛合金微弧氧化膜的主要性能指标为：（1）膜层均匀一致，厚度可控；（2）显微硬度可达1500~2000Hv；（3）中性盐雾试验时间达1000h以上；（4）相对于基体，耐磨性可提高几十倍；（5）通过复合Al₂O₃、石墨等微粒，可获得低摩擦系数、高耐磨性、高耐蚀性的复合陶瓷膜。

三、应用情况概述

针对钛合金在飞机蒙皮上的应用，研制出了钛合金化学转化配方和工艺，该工艺填补了国内钛合金化学转化工艺的空白，有望用于钛合金蒙皮的表面处理。目前已在某公司进行了中试。

根据国外铝合金阳极氧化发展趋势，开展了硼硫酸阳极化的适应性研究，并进行了自主创新的新型阳极氧化工艺研究。采用HEDP作为电解液，槽液环保无毒、废水处理简单；且HEDP阳极氧化膜耐蚀性优良，可与铬酸阳极氧化膜媲美，目前已与某公司达成初步合作意向。

微弧氧化（MAO、PEO）可将有色合金与陶瓷材料的优点良好的结合在一起，大幅改善铝、钛合金的耐蚀、耐磨性能。本课题组通过系统研究，掌握了完善的铝合金、钛合金微弧氧化膜及微弧氧化/颗粒复合陶瓷膜制备工艺，目前正在与贵州某机械厂商谈合作事宜。