磷酸阳极化工艺在航空铝合金胶接领域应用进展.docx

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化膜结构的完整性。PAA处理过程不能搅拌,切断电流后,需立即将零件从磷酸溶液中取出,在规定时间内开始清洗。一般来讲,阳极化温度主要影响氧化膜形态,磷酸溶液的浓度主要影响氧化膜生成速率,阳极氧化时间也不能太长,否则氧化膜质量会变坏。航空工业标准[30]要求PAA过程磷酸的质量浓度控制在120~140g/L,温度控制在(25±5)℃,时间控制在(20±1)min。另外,电解液中Cl-和F-过多会使膜表面疏松粗糙,性能下降,因此,波音公司工艺规范要求Cl-,进入下道处理前,须对零件进行双联水清洗。水清洗通常采用冷水即可,但碱清洗后为去除制品表面可溶于水的反应产物,会采用先温水后冷水的双联清洗,此时温水温度一般控制在18~38℃。水清洗过程通常需适当搅拌,清洗后需喷淋,检查水膜连续(表面维持连续的水膜至少30s)。水膜连续是评价清洗效果一个简便有效的方法,但是若零件没有彻底漂洗,表层存留一层碱性清洗剂,则水膜连续实验可能不准确。PAA生产线所有清洗水及配槽水均选用去离子水(1级水),需要定期检测总固体含量(TS)、总可溶性固体含量(TDS),脱氧处理后清洗槽水还需检测Cr6+含量。另外,各清洗槽液在平时不工作时应维持搅拌,以避免水中藻类滋生,并及时清理杂质、油膜和可见的漂浮物,一般情况下至少每月更换一次。,极易吸附空气中的水分化合而自我封闭,造成氧化膜体积发生膨胀、膜孔径变小,使粘接性能下降。因此阳极化后需要彻底干燥处理,但磷酸阳极氧化膜烘干温度应适中(国内PAA工艺在长期发展过程中,通过一系列国外如波音公司的技术移植及国内高校企业研发,生产工艺和工业生产线已经较为成熟。由于对基础电化学机理及工艺参数研究不够深入、全面,加之航空制造行业的特殊性,国内企业的PAA生产线较为单一,基本完全复制波音,自主创新不够,一些新的化学试剂及工艺,例如无铬脱氧、脉冲电流阳极氧化等基本没有得到应用。4结语PAA工艺处理后可有效提高铝合金粘接性能,但是PAA膜耐腐蚀性差、生产线能耗高、污水处理压力大等问题限制了PAA工艺在金属胶接工业生产领域的持续扩大化应用。PAA处理后喷涂加入抑制腐蚀剂的底胶可保护氧化膜表面不被继续氧化或腐蚀破坏,提高胶接件的耐久和耐湿热性能。另外,底胶还可以改善胶粘剂在基体表面的浸润性,增强胶接接头结合强度[31],但是底胶喷涂工艺无疑增加了阳极化处理生产线成本。铈盐、镍盐等可以提高氧化膜的封闭程度,从而改善氧化膜的耐腐蚀性能,但是含量过多会影响胶接性能[2]。另外,对于一些铜含量较高的合金,阳极氧化放热严重,相比于传统直流阳极化处理,使用脉冲电流或交直流叠加阳极氧化等可以防止“烧蚀”,其膜层生长效率高、均匀致密、抗蚀性能好,最有发展前途。Bj?rgum等[32]在胶接前对基体进行了不同种阳极化处理(PAA、FPL-PAA、SAA、Hot-AC、碱侵蚀),通过在腐蚀环境下测试胶接接头强度发现,无论在硫酸介质还是在磷酸介质中,Hot-AC处理均可在较短时间内获得与PAA处理相当的胶接性能,并且Hot-AC处理不需要其他前处理,但脉冲电流等阳极化工艺在应用于工业生产之前仍需进行大量研究和验