Effect of Surface Pretreatment on Adhesive Properties of Aluminum Alloys

The lap-shear strength and durability of adhesive bonded AI alloy joints with different pretreatments were studied by the lap-shear test and wedge test. The results indicate that the maximum lap-shear strength and durability of the bonding joints pretreated by different processes are influenced by the grade of abrasive papers and can be obviously improved by phosphoric acid anodizing. Alkali etching can obviously improve the durability of bonding joints although it slightly influences the maximum lap-shear strength. The process which is composed of grit-finishing, acetone degreasing, alkali etching and phosphoric acid anodizing, provides a better adhesive bonding property of Al alloy.

纳米陶瓷铝合金硼酸-硫酸阳极氧化工艺性能的研究

本次通过硼酸-硫酸阳极氧化工艺在纳米陶瓷铝合金表面制备氧化膜层,结果表明:经过硼酸-硫酸阳极氧化后,纳米陶瓷铝合金基体表面形成了一层连续且耐蚀的氧化膜,厚度1.51μm,氧化膜层经过336h的盐雾试验后,腐蚀点点数小于5个,阳极氧化后表面亲水性变好,氧化膜层与水性底漆具有良好的结合力,油漆附着力测试达到合格。

硬度法测量铝合金阳极氧化膜附着力

铝合金阳极氧化膜的表面膜状结构特殊,目前没有合适的定量方法表征其附着力。利用维氏硬度计对阳极氧化膜进行矩阵化打点,控制压痕间距,利用压痕之间的挤压作用使氧化膜脱落;根据压痕交界处的氧化膜脱落情况定量评价阳极氧化膜的附着力水平;同时,制定了铝合金阳极氧化膜附着力的评价等级分类方法,将铝合金阳极氧化膜附着力水平分为0~5级。

铝合金磷酸阳极化及胶接性能分析

采用磷酸阳极化方法对铝合金试片进行了处理并测试了其粘接性能。测试了铝合金试片表面预处理和阳极化后的性能,研究了阳极化工艺参数对接头胶接性能的影响,观察了磷酸阳极化处理后的铝合金试片的表面形貌和其与胶粘剂粘接时的粘接界面,分析了其粘接拉剪破坏的失效模式。结果表明,金属表面预处理和阳极化不影响铝合金试片的性能。阳极化处理不仅改变了铝合金胶接表面的材料组成,而且在铝合金试片粘接表面形成厚度可达90μm、凹凸不平的、多孔的膜。胶接时胶粘剂能够渗透进入阳极化铝合金表面孔洞并在粘接界面形成厚度约为20μm的过渡层。阳极化处理提高了铝合金粘接副之间的拉剪强度,其最大拉剪强度为45.99MPa,其接头拉剪破坏模式为混合破坏,而未阳极化的铝合金胶接副的拉剪强度只有13.59 MPa。

铝合金磷酸阳极化和胶接性能分析

采用磷酸阳极化方法对铝合金试片进行了处理并考察了其粘接性能。阳极化处理使铝合金试片表面产生了微观粗糙的多孔膜,最初形成的孔互不连通,随着阳极化过程的继续,孔与孔之间互相贯通;胶接时胶粘剂能够渗入多孔膜,并在粘接界面上形成过渡层,实现良好的机械啮合。经阳极化处理后,铝合金试片粘接性能显著提高,拉剪强度在粘接副为铝合金时提高了238%,粘接副为铝合金/复合材料时提高了104%,且破坏模式为混合破坏。对粘接副的耐候性进行了考核,在25～70℃时,其拉剪强度保持不变,100℃时拉剪强度为30.25MPa,与常温拉剪强度相比下降了19.2%;粘接副经碱水浸泡后拉剪强度降低,经过100h浸泡后拉剪强度为35.55MPa,降低了8.1%。

铝合金阳极氧化膜干燥方式对其粘接性能的影响

利用拉剪实验及楔子实验等测定2A14铝合金粘接件的结合强度和耐久性,结合扫描电镜及红外分析等方法,研究铝合金粘接前阳极氧化膜的微观结构及含水量对其粘接性能的影响。结果表明:铝合金磷酸阳极氧化膜经过冷风吹干、50℃烘干和100℃烘干处理后,粘接试样的拉剪强度随烘干温度升高略有增加;粘接试样的湿热耐久性以50℃烘干处理后的稍好,而100℃烘干处理后,由于氧化膜中产生大量微裂纹,使其耐久性有所下降;氧化膜经过沸水封闭处理后,由于膜中含水量很大及封孔处理限制了粘合剂的渗透,导致其拉剪强度和湿热耐久性皆明显降低。

阳极化处理对铝合金表面粘接性能的影响

对铝合金进行了磷酸阳极化处理,测试了阳极化各阶段铝合金的力学性能和粘接性能,考察了阳极化铝合金粘接副在不同环境下的拉剪强度及其耐久性。结果表明:阳极化处理对铝合金力学性能影响较小;阳极化后铝合金的粘接性能大幅度提高,与铝合金粘接时拉剪强度提高了238％,与复合材料粘接时拉剪强度提高了近104％。阳极化铝合金粘接副具有较好的耐候性,经过100 h碱液浸泡后,铝合金／铝合金粘接副的拉剪强度降低了8．1％,经过60 d的室外放置后,铝合金／复合材料粘接副的拉剪强度基本保持不变;楔形试验结果表明阳极化铝合金粘接副具有较佳的耐久性,水分存在会加速楔形试样的失效。

正交试验法优化铝锂合金表面处理工艺研究

通过正交实验设计,针对中国大型客机专用铝锂合金Al-Li-S4胶接技术中的关键技术——表面阳极化处理进行了参数设计优化。正交设计中以表面处理的参数,即磷酸溶液浓度、处理时间、电源电压、溶液温度作为4个因素,每个因素选择3种位级,进行了9组正交实验,以样品阳极化后的粗糙度作为评判标准,通过优化得出了最佳的阳极化处理方案。对该处理方案和9组实验中直观效果最好的实验方案进行对比,即将经这2种方案处理后的试样进行胶接、固化,测试其剪切强度,结果表明,剪切强度均较高,可以满足使用要求。

脱氧工艺对铝合金表面粘接性能的影响

利用拉剪实验、180°剥离实验及楔子实验等测定2A14铝合金粘接件的结合强度和耐久性,研究铝合金粘接前表面处理过程中不同脱氧处理方式(碱腐蚀(AE),铬硫酸腐蚀(FPL),三酸浸蚀(TAD),硫酸浸蚀(P2)及低压磷酸阳极化(LVPAA))对其粘接性能的影响。结果表明粘接件的初始粘接强度(拉剪强度和180°剥离强度)和湿热耐久性皆受脱氧处理方式的影响,其初始粘接强度由高至低依次为FPL>LVPAA>P2或TAD>AE;其湿热耐久性由高至低依次为AE>LVPAA>FPL≈P2>TAD;其综合粘接性能排序为FPL或LVPAA>P2>AE或TAD。由于FPL处理液中含有大量六价铬致癌物,对人体和环境危害很大,经济、环保的LVPAA法和P2法具有良好的应用前景。

阳极氧化法制备铝合金表面梯度搪瓷涂层

采用阳极氧化和低温快烧技术制备高性能的铝合金表面梯度搪瓷涂层。将铝合金板材放入硫酸溶液中进行阳极氧化,用磷酸溶液阳极氧化膜进行扩孔,用搪瓷釉料进行涂搪和烧制,通过扫描电子显微镜、金相显微镜和机械性能测试将该试样与直接涂搪烧制的试样进行对比分析。结果表明:直接涂搪烧制的试样的瓷层表面出现了裂纹和气泡等内部缺陷,而通过阳极氧化过渡处理后,瓷层的致密度和光洁度较好,瓷层与基体的结合强度显著提高。

铝合金阳极氧化膜层结构对粘接性能的影响

目的研究铝合金阳极氧化膜层厚度与孔径对粘接性能的影响。方法制备铝合金阳极氧化膜层,配制电解液成分为120 g/L H_2SO_4,60 g/L H3PO4,7 g/L CH_3COOH,温度为22℃。通过改变阳极氧化时间和阳极氧化电压,制备膜层厚度不同和孔径尺寸不同的阳极氧化膜层结构,对阳极氧化膜试样涂TS-805胶粘剂,加压固化。通过拉伸剪切强度测试和湿热环境耐久性能测试,评价氧化膜层厚度和孔径对阳极氧化膜粘接性能的影响关系。结果随着膜层厚度的增加,拉剪强度逐渐升高,达到一定厚度后,膜的拉剪强度不再增加反而降低,当膜层厚度为9.41μm时,铝合金粘接件的拉剪强度最高为25.06 MPa。在膜层厚度一定的情况下,氧化膜层结构中孔径尺寸对拉剪强度的影响较小;氧化膜层的湿热环境耐久性能随着氧化时间的增加而提升,当氧化时间为30 min时,膜层湿热耐久性能最优;膜层湿热环境的耐久性能受膜层孔径尺寸的影响较小。结论铝合金阳极氧化膜层结构中多孔层的孔深对粘接接头的粘接强度有影响,膜层过厚在粘接过程中粘接界面易形成气孔而降低粘接的拉剪强度,膜层厚度的最佳值与选用胶粘剂的黏度和多孔层的孔径有关,孔径对粘接拉剪强度的影响不明显。铝合金粘接的湿热耐久性能与氧化膜的孔径关系较大,对同一氧化体系的氧化膜层结构,孔径越大,湿热耐久性能越高。氧化电压是控制氧化膜层结构的主要因素,可以通过控制氧化电压提高氧化膜层粘接的湿热耐久性能。

铝合金表面改性对有机涂层附着力的影响及腐蚀防护性能研究

利用电化学阻抗(EIS)、扫描微参比技术(SRET)、接触角、粗糙度、附着力、盐雾等测试方法,研究了铝合金阳极氧化与贻贝黏附蛋白(MAP)/CeO_(2)/硅烷γ-APS(MCA)表面复合修饰的腐蚀防护性能以及对改性聚氨酯涂层附着力和耐蚀性的影响。结果表明,MCA复合膜可抑制铝合金的腐蚀,并具有一定的自修复功能;阳极氧化和MCA表面复合修饰可为铝合金提供有效的早期腐蚀防护作用,且能提高铝合金表面粗糙度和润湿性,显著提升改性聚氨酯涂层在铝合金表面的附着力和耐蚀性,因而结合改性聚氨酯涂层和表面复合修饰可实现对铝合金长期有效的腐蚀防护。

提高胶粘剂质量一致性检验准确率的相关研究

为降低表面质量对粘接副力学性能的影响,提高胶粘剂质量一致性检验的准确率,对胶接试片的表面处理进行了相关研究。针对LY12-CZ铝合金不同的表面处理状态和不同的胶粘剂体系开展了研究,结果表明,磷酸阳极化铝合金粘接副的拉剪强度比未阳极化铝合金粘接副拉剪强度提高了50%,剥离强度提高了162%。磷酸阳极化铝合金剪切试件和剥离试件的破坏模式均为内聚破坏,而未阳极化处理的铝合金剪切试件的破坏模式为混合破坏。

铝及铝合金电镀高可焊性锡基合金工艺

重点对比了用浸锌、浸镍和磷酸阳极氧化两种铝及铝合金电镀前处理方法得到的锡基镀层的孔隙率、结合力、抗高温高湿性能、抗中性盐雾试验性能 ,分析了铝及铝合金锡基镀层在长期贮存过程中易变色、生霉、泛黑的原因 ,推荐了一种在铝及铝合金上电镀高抗变色性、高结合力、高可焊性的锡基镀层工艺。

耐蚀性铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化工艺研究

研究了铝合金的酒石酸-硫酸阳极氧化工艺,考察了氧化膜的厚度、耐中性盐雾腐蚀性能和漆膜附着力。结果表明,铝合金材料的表面状态对酒石酸-硫酸阳极氧化表面形貌有重要影响,氧化膜的厚度随阳极氧化时电流密度的增大而变大。在同样条件下,7175-T7351铝合金的氧化膜厚度比2024-T3铝合金的更大。阳极氧化后沸水封闭40 min以上可有效提高铝合金的耐蚀性。酒石酸-硫酸阳极氧化槽液中酒石酸的质量浓度低于74g/L时,2024-T3铝合金阳极氧化试片的耐蚀性降低。未封闭的酒石酸-硫酸阳极氧化膜与水性底漆有良好的结合力。

某型设备丝网印刷字符局部脱落原因及机理分析

产品上的丝网印刷字符主要提供装饰或标识作用,字符的附着力直接影响了产品的外观或辨识。在近年来的实际生产中,发现在铝合金阳极氧化膜层上,尤其是经染色处理后,丝网印刷字符附着力差,出现局部脱落情况。经过机理分析和跟踪生产,对丝网印刷字符附着力差原因进行定位,并提出了应对措施。

火箭贮箱机铣零件非阳极氧化表面涂漆可行性分析

针对火箭贮箱机铣铝合金零件非阳极氧化表面光滑、粗糙度低而不满足涂漆要求的问题,通过分析机铣零件在碱腐蚀液中腐蚀不同时间后的表面状态及涂漆后漆层的附着力测试结果,提出了具有可行性的微腐蚀解决方案。经微腐蚀的铝合金零件上漆层附着力小于等于1级,满足航天型号产品的质量要求。

铝合金阳极氧化膜残留可剥胶的原因和解决方案

对沸水封孔工艺进行排查,并采用扫描电镜和能谱仪对铝合金阳极氧化膜进行表征,探究了其表面残留可剥胶的原因。通过在热水中加入粉霜抑制剂或改用常温封孔工艺,有效解决了上述问题。

磷酸–硫酸阳极氧化对铝合金表面粘接性能的影响

研究了磷酸–硫酸阳极氧化对铝合金2A50表面粘接性能的影响,并与喷砂处理进行比较。阳极氧化液组成与工艺条件为:磷酸70g/L,硫酸50g/L,草酸7g/L,甘油20g/L,温度(22±2)℃,电压20V,时间35min。采用扫描电镜观察经阳极氧化处理和经喷砂处理的铝合金表面、粘接界面、破坏界面的微观形貌,利用能谱仪分析阳极氧化膜的组成。结果表明,磷酸–硫酸阳极氧化可明显提高铝合金粘接副的拉伸剪切强度和粘接耐久性能。分析了磷酸–硫酸阳极氧化的成膜特点及电解液主要成分的作用,解释了阳极氧化处理后铝合金的粘接性能优于喷砂处理的原因。

稀土改性磷酸–硫酸阳极氧化工艺与膜层性能

采用含有稀土硫酸铈的磷酸–硫酸体系溶液对铝合金进行阳极氧化。对阳极氧化工艺进行正交优化,得到的最佳工艺条件为:H2SO4120 g/L,H3PO460 g/L,CeSO40.4 g/L,草酸7 g/L,氧化电压22 V,时间30 min,温度(20±2)°C。表征了采用最佳工艺所得氧化膜的形貌、组成和粘结性能等性能。结果表明,阳极氧化膜表面微孔呈蜂窝状均匀排列,孔截面无分叉,膜层拉伸剪切强度高,粘接耐久性能和耐腐蚀性能良好。