铝合金微弧氧化膜层性能论文研究

目前，轻金属材料，例如铝、镁、钛及其合金，以其重量轻、比强度高、辗性和延展性 好、易于加工的特点广泛用于航天、航空、汽车、建筑以及电子行业。但是轻金属的表面质 软、不耐磨损、不耐高温，尤其是铝的腐蚀电位较低，全面腐蚀比较严重。为了克服轻金属表 面性能方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，常需要对轻金属材料的表面进行氧化， 使其表面生成一层保护膜，用以提高轻金属的表面性能和装饰性。在轻金属材料表面进行微弧氧化获得微弧氧化膜具有很多优点前处理简单、膜 层生长速度快、硬度高、电解液不污染环境。因而微弧氧化技术的应用越来越广泛。但是现 有的微弧氧化膜的膜层颜色单一，通常只局限于白色、黑色、黑灰色等色调。为了使其具有 更美观的装饰效果，要求微弧氧化膜具备彩色的效果。为了使微弧氧化膜具备彩色的效果，有人在微弧氧化的电解液中直接添加颜料或 者染料，但是，这样会使微弧氧化膜在轻金属材料表面的附着力变差，并且上色不均匀，达 不到希望的效果。还有人在研究中将在表面上形成了微弧氧化膜的轻金属材料浸入放置了染色剂 的染色槽中进行着色。但是，这样进行染色的微弧氧化膜颜色不均匀，附着力差，容易脱落， 并且很难达到预期的染色效果。发明内容本发明要解决的技术问题是现有技术中使微弧氧化膜表面的颜色不均匀、附着力 差的缺陷，从而提供一种能够形成彩色微弧氧化膜且该彩色微弧氧化膜表面的颜色均匀、 附着力好的微弧氧化的电解液。本发明提供了一种微弧氧化电解液，其中，包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解 液的Ph为6. 0-12 ；所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐，所述调色剂是钛化合物；所述成膜 剂的含量为5-50g/L，所述调色剂的含量为5-30g/L。本发明要解决的另一技术问题是现有技术中使微弧氧化膜表面的颜色不均匀、附 着力差的缺陷，从而提供一种能够形成彩色微弧氧化膜且该彩色微弧氧化膜表面的颜色均 匀、附着力好的微弧氧化方法。还提供一种微弧氧化方法，一种微弧氧化的方法，该方法包括将轻金属材料置于 盛有电解液的电解槽中，以轻金属材料为阳极，以不锈钢板为阴极，在微弧氧化的条件下使 轻金属材料表面形成微弧氧化膜，其中，所述电解液为本发明所述的微弧氧化的电解液。采用本发明提供的微弧氧化电解液及电解方法对轻金属进行微弧氧化，能够在轻 金属表面获得蓝色的陶瓷膜，改变了以往的微弧氧化技术在颜色方面的局限，将灰黑和灰 白色调扩展到彩色领域，而且颜色很均匀，使轻金属产品具有美观的装饰效果。此外本发明所形成的微弧氧化膜的耐蚀性、耐污性和致密性也均有所提高，表面具有陶瓷质感。本发明 所述的微弧氧化电解液及微弧氧化方法既加强了微弧氧化所特有的功能性，又丰富了铝合 金微弧氧化膜的装饰性，因此扩展了微弧氧化技术的应用领域，大大提升了铝合金加工件 的附加价值和实际使用价值。具体实施例方式本发明提供了 一种微弧氧化电解液，该电解液包括成膜剂和调色剂的水溶液且电 解液的Ph为6. 0-12 ；所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐，所述调色剂是钛化合物；所述成 膜剂的含量为5-50g/L，所述调色剂的含量为5-30g/L。根据本发明提供的电解液，所述磷酸盐或硅酸盐为所述电解液中的主成膜剂，主 要影响微弧氧化膜的成膜速度和膜层致密度。在一定的范围内，随着磷酸盐或硅酸盐浓度 的增加，微弧氧化成膜速度加快。根据本发明所提供的微弧氧化电解液，所述钛化合物为调色剂，改变其含量在溶 液中的组成，可以改变微弧氧化膜颜色的深浅，得到蓝色系列的微弧氧化膜，所述钛的化合 物为草酸钛钾、二氧化钛中的一种或多种。根据本发明所提供的微弧氧化电解液，在优选情况，所述成膜剂为磷酸盐和硅酸 盐的混合物。所述磷酸盐的含量为5-50g/L、优选为10-30g/L，所述硅酸盐的含量为5_50g/ L、优选为8-15g/L，调色剂的含量为5-30g/L、优选为10_20g/L。根据本发明提供的电解液，在优选情况下，所述磷酸盐为三偏磷酸钠、六偏磷酸 钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、磷酸钠、多聚磷酸钾中的一种或多种；所述硅酸盐为硅酸钠、 硅酸钾、水玻璃中的一种或多种。根据本发明所提供的微弧氧化电解液，在优选情况下，所述电解液还包括添加剂， 所述添加剂的含量为0-30g/L，更有选为5-15g/L ；所述添加剂为钨酸钠、钼酸钠、硼砂、钼 酸铵、硼酸、钨酸钾、钼酸钾中的一种或多种。所述添加剂可以改善轻金属表面微弧氧化膜 的表面性能，例如硬度、细致度、均匀性和耐污性。根据本发明提供的电解液，为了使电解液的pH值为6-12，本发明的电解液还包括 Ph调节剂，所述电解液的pH值可以通过本领域技术人员公知的方法来调节，例如通过加入 碱来调节，所述碱可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述碱在电解液中的含量为0-10g/L， 优选为0-5g/L。根据本发明所提供的微弧氧化电解液，在优选情况下，所述电解液还包括稳定剂， 所述稳定剂的含量为0-10ml/L，所述稳定剂为丙三醇、乙二醇、丁二醇中的一种或多种。所 述稳定剂可以起到稳定溶液的作用，使电解过程中不易产生溶液飞溅。本发明提供的微弧氧化方法包括将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中，以轻 金属材料为阳极，以不锈钢板为阴极，在微弧氧化的条件下使轻金属材料表面形成微弧氧 化膜，其中，所述电解液为本发明提供的微弧氧化电解液。根据本发明提供的方法，在优选情况下，所述微弧氧化的条件包括，电流密度为 3-30A/dm2,电压为300-600V，电解液的温度为15_60°C，微弧氧化的时间为5_80分钟。根据本发明提供的方法，可以获得附着在轻金属表面厚度为1-100微米微弧氧化膜。4根据本发明提供的方法，在优选情况下，所述轻金属材料可以为铝或铝合金，例如 铝合金材料可以是牌号为2024、5052、6061、6063、的铝合金材料。本发明对轻金属进行微弧氧化的具体步骤还包括前处理，即对轻金属材料进行脱 脂。对轻金属材料进行脱脂的方法为本领域技术人员公知的各种方法，例如该方法包括，将 轻金属材料浸泡于脱脂溶液中2-5分钟，然后用水冲洗干净。脱脂溶液的组分及配方含量 为本领域技术人员公知的各种组分及配方含量，例如本发明所选用的脱脂溶液为含有碳酸 钠15-25g/L、磷酸钠10_20g/L、三聚磷酸钠2_5g/L、氢氧化钠0-0. 5g/L的水溶液，并且脱脂 溶液的温度为35-45°C。根据本发明提供的方法，在优选情况下，对轻金属表面形成的微弧氧化膜的微孔 进行封闭，然后干燥。对轻金属表面形成的微弧氧化膜的微孔进行封闭的方法可以采用本领域技术人 员所公知的各种方法，例如水封闭法、有机硅封孔等方法。本发明优选采用水封闭法，该方 法包括用70-90°C的纯水浸泡附着有微弧氧化膜的轻金属0. 5-10分钟。对轻金属表面形成的彩色微弧氧化膜的微孔进行封闭后，接着干燥。干燥的方法 可以采用本领域技术人员所公知的各种方法，例如干燥可以采用20-50°C的风吹干。下面采用实施例的方式对本发明进行进一步详细地描述。实施例11、前处理将铝合金工件(6061)浸泡于脱脂溶液中3分钟，然后用水冲洗干净。脱脂溶液为 含有氢氧化钠0. 01克/升，磷酸钠15克/升、碳酸钠20克/升和三聚磷酸钠3克/升的 水溶液，脱脂溶液的温度为40°C。2、微弧氧化将脱脂后的铝合金工件浸入微弧氧化电解液中，以铝合金工件为阳极，不锈钢板 为阴极，在25°C的条件下采用脉冲微弧氧化电源进行微弧氧化，电源频率为500HZ，占空比 为20%，电压为300伏特，电流密度为5A/dm2，微弧氧化30分钟，完成后取出用纯水清洗干 净。该微弧氧化电解液为含有三聚磷酸钠20g/L，草酸钛钾15g/L，电解液的PH为6. 5。将上述进行微弧氧化后的铝合金工件浸入温度为85°C的热纯水中封闭5分钟，然 后取出于20°C热风吹干。最终得到附着有厚度为10微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察， 颜色很均匀。实施例2按照实施例1中描述的方法对铝合金工件(2024)进行微弧氧化，不同的是，微弧 氧化电解液为含有三聚磷酸钠20g/L，硅酸钠8g/L，氢氧化钠2g/L，草酸钛钾15g/L，丙三醇 5ml/L的水溶液，电解液的PH为10。微弧氧化的电源频率为800HZ，占空比为20%，电流密 度为3A/dm2，电压为300V，微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为12微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察， 颜色很均匀。实施例3按照实施例1中描述的方法对铝合金工件(6061)进行微弧氧化，不同的是，微弧氧化电解液为含有六偏磷酸钠15g/L，三偏磷酸钠15g/L，氢氧化钠4g/L，草酸钛钾25g/L， 钨酸钠4g/L的溶液，电解液的PH为12。微弧氧化的电源频率为3000HZ，占空比为25%，电 流密度为ΙΟΑ/dm2，电压为500V，微弧氧化的时间为40分钟。最终获得附着有厚度为15微米的深蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观 察，颜色很均匀。实施例4按照实施例1中描述的方法对铝合金(6063)工件进行微弧氧化，不同的是，微弧 氧化电解液为含有六偏磷酸钠5g/L，三偏磷酸钠5g/L，氢氧化钠4g/L，草酸钛钾5g/L，乙二 醇7ml/L，钨酸钠12g/L的水溶液，电解液的Ph为12。微弧氧化的电源频率为1000HZ，占空 比为40%，电流密度为15A/dm2，电压升到460V，微弧氧化的时间为40分钟。最终获得附着有厚度为10微米的浅蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观 察，颜色很均匀。实施例5按照实施例1中描述的方法对铝合金5052工件进行微弧氧化，不同的是，微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠20g/L，三偏磷酸钠20g/L，硅酸钠10g/L，氢氧化钠4g/L，草酸 钛钾10g/L，乙二醇10ml/L，硼酸钠20g/L的水溶液，电解液的Ph为12。微弧氧化的电源 的频率为1500HZ，占空比为15%，电流密度为8A/dm2，电压升到480V，微弧氧化的时间为30 分钟。最终获得附着有厚度为16微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察， 颜色很均匀。实施例6按照实施例1中描述的方法对铝合金5052工件进行微弧氧化，不同的是，微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠20g/L，三偏磷酸钠10g/L，硅酸钠5g/L，氢氧化钠10g/L，草酸 钛钾30g/L，硼酸钠30g/L的水溶液，电解液的Ph为13。微弧氧化的电源的频率为3000HZ， 占空比为5%，电流密度为30A/dm2，电压升到600V，微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为14微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察， 颜色很均匀。实施例7按照实施例1中描述的方法对铝合金6061工件进行微弧氧化，不同的是，微弧氧 化电解液为含有六偏磷酸钠5g/L，硅酸钠6g/L，草酸钛钾10g/L，硼酸钠5g/L的水溶液，电 解液的Ph为7。微弧氧化的电源的频率为2000HZ，占空比为15%，电流密度为20A/dm2，电 压升到480V，微弧氧化的时间为30分钟。最终获得附着有厚度为11微米的蓝色微弧氧化膜的铝合金产品。经过目视观察， 颜色很均匀。对比例1按照实施例1中描述的方法对铝合金6061工件进行阳极氧化，不同的是，微弧氧 化电解液为六偏磷酸钠20g/L，三偏磷酸钠20g/L，硅酸钠6g/L，氢氧化钠4g/L，硼酸钠5g/ L的水溶液，电解液的Ph为12的水溶液。微弧氧化的电流密度为8A/dm2，电压升到480V， 微弧氧化的时间为30分钟。然后将样品放入蓝色有机染料溶液中放置5分钟。最终获得附着有厚度为12微米的浅蓝色不均匀的微弧氧化膜的铝合金产品。性能测试(1)、附着力测试将制备得到的经过表面处理的样品按照胶带试验测定粘合性的方法(ASTM D3359-02)的方法，进行附着力测试。(2) RCA 纸带耐磨测试(F2357-04)使用型号为F350008的RCA纸带耐磨仪，在175克力下磨擦产品表面的微弧氧化 膜层，磨至露出铝合金材料表面时，记录橡胶轮转动的圈数。(3)铅笔硬度测试(ASTMD 3363-74)仪器铅笔硬度计F130027检验方法按照ASTM D3363，负荷750克，铅笔三菱UNI(4)中性盐雾腐蚀测试将产品样品置于盐雾腐蚀试验箱(上海源正实验仪器有限公司，FQY050)内，在 35°C下用浓度为5士0. 5重量％的氯化钠水溶液在产品样品表面连续喷雾48小时，然后取 出进行观测，并记录产品样品表面的腐蚀面积占膜层总面积的百分含量作为盐雾腐蚀比 例。表 权利要求一种微弧氧化电解液，其特征在于，包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解液的Ph为6.0 12；所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐，所述调色剂是钛化合物；所述成膜剂的含量为5 50g/L，所述调色剂的含量为5 30g/L。2.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液，所述磷酸盐为三偏磷酸钠、六偏磷酸钠、三 聚磷酸钠、多聚磷酸钠、磷酸钠、多聚磷酸钾中的一种或多种；所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾 中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液，所述钛的化合物为草酸钛钾、二氧化钛中 的一种或两种。4.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液，还包括添加剂，所述添加剂的含量为 0-30g/L;所述添加剂为钨酸钠、钼酸钠、硼砂、钼酸铵、硼酸、钨酸钾、钼酸钾中的一种或多 种。5.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液，还包括Ph调节剂，所述Ph调节剂为O-IOg/ L，所述Ph调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。6.根据权利要求1所述的微弧氧化电解液，还包括稳定剂，所述稳定剂的含量为 0-10ml/L，所述稳定剂为丙三醇、乙二醇、丁二醇中的一种或多种。7.一种微弧氧化方法，该方法包括将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中，以轻金 属材料为阳极，以不锈钢板为阴极，在微弧氧化的条件下使轻金属材料表面形成微弧氧化 膜，其特征在于，所述电解液为权利要求1-6中任意一项所述的微弧氧化的电解液。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述微弧氧化的条件包括，采用脉冲微弧氧化电 源进行微弧氧化，电源频率为500-3000HZ，占空比为5-40%，电流密度为3_30A/dm2，电压为 300-600V，微弧氧化的温度为15-60°C，微弧氧化的时间为5_80分钟。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述轻金属材料为铝或铝合金。全文摘要本发明属于微弧氧化领域，涉及一种微弧氧化电解液，该电解液包括成膜剂和调色剂的水溶液且电解液的pH为6.0-12；所述成膜剂是磷酸盐和/或硅酸盐，所述调色剂是钛化合物；所述成膜剂的含量为5-50g/L，所述调色剂的含量为5-30g/L。采用本发明提供的微弧氧化电解液对轻金属进行微弧氧化，能够在轻金属表面获得蓝色的陶瓷膜，改变了以往的微弧氧化技术在颜色方面的局限，将灰黑和灰白色调扩展到彩色领域，而且颜色很均匀，使轻金属产品具有美观的装饰效果。此外本发明所形成的微弧氧化膜的耐蚀性、耐污性和致密性也均有所提高，表面具有陶瓷质感。本发明还提供了一种微弧氧化方法。文档编号C25D11/02GK101985768SQ20091010906公开日2011年3月16日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日发明者谢呈德, 陆平, 高乡明 申请人:比亚迪股份有限公司完整全部详细技术资料下载

铝铸件的损坏主要发生在表面，铝合金材料表面增强具有重要的经济价值。铸造铝合金表面耐腐蚀性能的改善通过微弧氧化、电沉积、多弧离子镀、化学复合镀和化学转化膜等电化学方法来实现。铸造铝合金可以通过电化学方法获得改性层，其目的是赋予表面耐腐蚀性、耐磨性、装饰性以及其他特性。 1微弧氧化陶瓷层 微弧氧化(Microarcoxidation，MAO)又称微等离子体氧化(Microplasmaoxidation，MPO)，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。由于在微弧氧化过程中，化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在，微弧氧化工艺将工作区域引入到高压放电区域，极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术操作简单和易于实现膜层功能调节，而且工艺不复杂，不造成环境污染，是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术，在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。 合金元素Cu、Mg有利于微弧氧化的进行，而Si元素则有碍于微弧氧化。侯朝辉等[1]对含硅量为8%～12%的ZL系列铸铝合金的微弧氧化工艺条件、膜层结构以及成膜过程进行了研究。结果表明：铸铝合金在水玻璃复合体系中进行微弧氧化，可以得到一层细腻、均匀、较厚、显微硬度较高的陶瓷氧化膜；微弧氧化电解液体系中，水玻璃能够使铸铝合金的微弧氧化顺利进行；Na2WO4和EDTA二钠复配可提高膜层硬度；该研究条件下获取ZL109合金微弧氧化膜的工艺条件为NaOH：2～4g/L，水玻璃：5～7mL/L，Na2WO4：2～4g/L，EDTA二钠：2～4g/L，微弧氧化电流密度30～40A/dm2，溶液温度30～40℃，强搅拌。此外，龚建飞等[2]也对ZL109的微弧氧化进行了研究，获得了致密层厚度76μm以上，显微硬度HV1600均匀氧化陶瓷膜层。 ADC12压铸铝合金广泛应用于汽车、摩托车和仪器等行业的活塞、带轮等零部件和结构件。张金彬等[3]研究了ADC12铝合金表面微等离子体氧化法制备黑色陶瓷膜的电解液成分和电参数等对膜层性能的影响，结果表明，磷酸钠浓度较低，表面粗糙，浓度过高易析盐和膜层崩落，最佳浓度为12～15g/L；添加剂M1和M2组分中的金属元素氧化物K在膜层中的比重越大，膜层黑色饱和度越高越稳定，其最佳浓度分别为10.0～11.0g/L和15.0～18.0g/L；使膜层黑色均匀的最佳pH值为8.0～9.0；形成饱和深黑色的最佳电流密度为3.0～4.0A/dm2；采用最佳的电解液配方制备的黑色膜层厚度在20～30μm，硬度HV500～700，黑色饱和度在0.8～1.0。 王宗仁等[4]将等离子体增强的电化学表面陶瓷化(PECC技术)工艺应用在Y112压铸铝合金表面强化处理上，使其表面生成α-Al2O3和γ-Al2O3相的陶瓷膜。据称该膜性能均优于特富隆技术涂层。 金玲等[5]对ZL109合金和SiCp/ZL109复合材料表面进行微弧氧化，研究发现，ZL109合金和SiCp/ZL109复合材料都可以进行表面微弧氧化，其微弧氧化层由两层结构组成，分别为疏松层和致密层。ZL109合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2O3相组成，SiCp/ZL109复合材料微弧氧化层由Al2O3和MgAl13O40组成。 交流电源恒流条件下铝合金表面微弧氧化-黑化一体化处理[6]研究显示，钒酸盐对微弧氧化陶瓷膜的黑化效果具有决定性作用；黑色陶瓷膜色泽稳定，具有较高的显微硬度，并能对基体金属提供有效的腐蚀防护；黑色陶瓷膜主要元素组成包括O、Al、Si、V和P，膜中化合物主要以无定形态和/或微晶态形式存在，只发现少量的γ-Al2O3和ε-Al2O3晶体；黑色陶瓷膜为较为疏松的单层结构，其表面在微观尺度上粗糙不平，存在较为密集的尺寸为μm量级的微孔，并有明显的高温烧结痕迹和微裂纹；黑色陶瓷膜的微观结构与其形成机制有关。 ZL101铸造铝2硅合金微弧氧化陶瓷膜[7]生长分为3个阶段，氧化初期，电流密度较高，但膜层生长较慢。在膜快速生长阶段，膜生长速率达到极大值；膜生长进入平稳期后，基本保持恒定，样品的外部尺寸不再增加，膜逐渐转向基体内部生长；合金化元素硅的影响主要表现为氧化初期对膜生长的阻碍作用；铸造铝合金经过微弧氧化处理后，腐蚀电流大幅下降，极化电阻增加了几个数量级；较薄的微弧氧化膜同样大幅度提高了铝-硅合金的耐蚀性。 中性盐雾腐蚀试验法研究高强度铸造铝合金ZL205微弧氧化陶瓷膜[8]的结果表明，微弧氧化处理能显著提高ZL205的耐腐蚀性能，随着厚度的增加，陶瓷膜的耐腐蚀性能提高，但在厚度达到一定值后，陶瓷膜的耐腐蚀性能提高不明显；随着厚度的增加，微弧氧化膜的表面形貌和相结构都发生变化，从而导致微弧氧化膜的耐腐蚀性能发生变化。 2电沉积层 电沉积(electrodeposition)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。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。吴向清等[9]利用电化学方法对ZL105铝合金表面电沉积Ni2SiC复合镀层的耐蚀性能进行了研究。结果表明，Ni2SiC复合镀层的表面形貌与纯Ni镀层截然不同，耐蚀性能优于纯Ni镀层，经过300℃×2h热处理后，耐蚀性能进一步得到提高。 3多弧离子镀层 多弧离子镀是真空室中，利用气体放电或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质粒子轰击作用的同时，将蒸发物或反应物沉积在基片上。离子镀把辉光放电现象、等离子体技术和真空蒸发三者有机结合起来，不仅能明显地改进了膜质量，而且还扩大了薄膜的应用范围。其优点是薄膜附着力强，绕射性好，膜材广泛等。离子镀种类很多，蒸发远加热方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热等。多弧离子镀采用的是弧光放电，而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说，多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源，通过靶与阳极壳体之间的弧光放电，使靶材蒸发，从而在空间中形成等离子体，对基体进行沉积。在ZL201铝合金表面多弧离子镀Ti-Cr-N涂层，并在Ti-Cr-N涂层上制备一层脂类薄膜[10]。结果表明：Ti-Cr-N涂层中的Cr以固溶体的方式存在于TiN晶体中，没有形成单独的CrN相；涂层可以有效提高ZL201铝合金的抗盐雾腐蚀的能力。 4化学复合镀层 在镀覆溶液中加入非水溶性的固体微粒，使其与主体金属共同沉积形成镀层的工艺称之为复合镀。若采用电镀的工艺则称之为复合电镀；若采用化学镀的工艺则称之为复合化学镀。所得镀层称为复合镀层。原则上，凡可镀覆的金属均可作为主体金属，但研究和应用较多的是镍、铬、钴、金、银、铜等几种金属。作为固体微粒主要有两类，一类是提高镀层耐磨性的高硬度、高熔点的微粒；一类是提高镀层自润滑特性的固体润滑剂微粒。在铸铝表面制备Ni-P-金刚石化学复合镀层[11]，结果表明，硫酸高铈能促进金刚石微粒进入镀层，随硫酸高铈含量增加镀液稳定性大幅提高后趋于平稳，Ni-P-金刚石复合镀层耐磨性优于Ni-P镀层，添加2mg/L硫酸高铈后进一步显著提高，与Ni-P镀层相比，复合镀层耐蚀性差，添加硫酸高铈后有所改善。 5化学转化膜 化学转化膜是使金属与特定的腐蚀液相接触，在一定条件下发生化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的、难溶的生成物膜层。这些膜层，或者能保护基体金属不受水和其它腐蚀介质的影响，或者能提高有机涂膜的附着性和耐老化性，或者能赋予表面其它性能。化学转化膜由于是基体金属直接参与成膜反应而生成，因而与基体的结合力比电镀层和化学镀层大的多。几乎所有的金属都可以在选定的介质中通过转化处理，得到不同应用目的的化学转化膜，但目前工业上应用较多的是钢铁、铝、锌、铜、镁及其合金。化学转化膜同金属上别的覆盖层(例如金属的电沉积层)不一样，它的生成必须有基底金属的直接参与，与介质中阴离子生成自身转化的产物(MmAn)，因此也可以说化学转化膜的形成实际上可看作是受控的金属腐蚀的过程。化学转化膜按膜的主要组成物的类型分为：氧化物膜，磷酸盐膜，铬酸盐膜，草酸盐膜等。 铝合金在大气环境下容易发生晶间腐蚀而破坏。目前应用的高强度铸造铝合金一般含有硅、铜、镁等元素，这些元素的加入增加了合金的腐蚀敏感性。其次是表面硬度低，容易磨损，外表光泽不能保持长久，所以要求有较高的保护措施。其中在铝合金表面上生成化学转化膜具有设备简单、成本低、投资省等优点。彭靓等[12]采用铬酸盐法在Y112合金上生成化学转化 膜，实验结果表明，该转化膜具有高的耐腐蚀性，并具有美观的金黄色外表面。 以锰酸盐和锆盐为主盐，在铝合金表面化学氧化得到的化学氧化膜[13]的腐蚀电位比铝合金试样的腐蚀电位正0.45V左右，腐蚀电流密度仅0.286μA/cm2；交流阻抗谱图低频端的阻抗值比铝合金试样的值大一个数量级；铝合金化学氧化膜外观呈金黄色，具有规则排列的柱状生长结构。 葛圣松等[14]用无铬化学方法在铸铝合金表面制得黑色转化膜，利用点滴试验评价了膜的耐蚀性能。分别采用扫描电镜及电子探针观察膜的形貌、测定其组成元素，最后提出了黑色膜的形成机理和耐蚀机理。 6结语 铸造铝合金的表面耐腐蚀性处理可以通过电化学方法得以改善。现有的研究多停留在试样上，应用研究较少。在实际应用中，单独用一种工艺技术就能提高铸造铝合金的防护性、装饰性和功能性问题比较少见，有必要对现有的改性技术综合考虑，对此开展系统的研究。铸造铝合金的表面耐腐蚀性改善和耐磨性改善的综合研究更有意义。