摘要：铝合金本身可以与氧气接触形成氧化膜，防止腐蚀。但在工业和大气环境中酸性物质、盐类物质的侵蚀程度较强，而自身氧化膜远远不能够满足防腐蚀的需要，在生产中腐蚀会造成严重的经济损失和安全隐患，因此铝及铝合金的防腐研究越来越受到人们的重视。
关键词：铝合金；脱脂；铬酸阳极化；封闭处理；耐蚀性；
铝合金铬酸氧化膜层不透明，颜色由灰白色到深灰色或彩虹色，比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄得多，一般厚度只有1～5μm，能保持原来零件的精度和表面粗糙度;膜层质软、弹性高，基本上不降低原材料的疲劳强度;同时，铬酸氧化膜与有机物的结合力良好，是油漆的良好底层，因此，飞机上的结构件很多都需要铬酸阳极化处理。
一、铝合金腐蚀的类型
1.点蚀。当铝合金局部开始出现腐蚀，铝合金表面会生成氧化膜对点腐蚀进行修复。当修复速度小于腐蚀速度时，点腐蚀从此处深度加强，面积增大。
2.应力腐蚀。在外界拉应力或内应力及腐蚀的共同作用下，铝合金表面的氧化膜破损。在局部的破损与非破损区会存在电势差，并且在腐蚀气体、液体的作用下形成电池结构，进一步促进腐蚀发生，特点是铝合金的断裂会在强度较大的一瞬间发生。
3.晶间腐蚀。由于铝合金成分在表面和内部存在差异，因内外结构的不同形成了电势差。这种腐蚀会导致晶粒间的强度减弱，使得铝合金的机械强度降低，但是由于腐蚀从表面不容易观察到，所以造成了极大的安全隐患。
4.缝隙腐蚀。铝合金间或铝合金与其他材料接触时存在缝隙，腐蚀介质会在缝隙中存留，缝隙内部腐蚀加剧。缝隙腐蚀与接触的合金类型无关，只要是在缝隙间存在电位差，腐蚀即可发生。
二、铬酸阳极化工艺流程
1.表面预处理。铝件经冲压、运输，表面存在污垢与缺陷，如灰尘、残留油污、人工搬运指印(主要成分为脂肪酸及含氮化合物)、金属毛刺、轻微的划擦伤等。在阳极氧化前用物理方法进行清洗，一般使用乙醇或丙酮，使其露出纯净金属基体以获得与基体结合牢固、色泽厚度满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯性能的氧化膜，由于乙醇的挥发性强，容易使油污干涸在零件表面，建议使用丙酮。
2.上挂。根据制品的外形、大小、阳极表面要求的不同选择不同的挂具。铝挂具的优点是导电性好，适用广，成本较钛挂具低。缺点是易变形，易损耗，使用寿命短，使用后要退膜。钛挂具的优点是经久耐用，弹性好，不易变形，用后不用做退膜处理。缺点是成本高，导电性较铝挂具低。目前，国内航空制造企业铝合金挂具非常普遍，部分企业开始尝试使用钛挂具，但由于飞机零件种类繁多，钛挂具的硬度较高，不能像铝合金挂具那样变形自如，因此，对挂具的设计提出更高的要求，要求能够满足种类繁多的零件装夹要求。在零件装挂的过程中要注意以下几点:(1)装夹的部位是零件的非重要部位;(2)零件在装夹后能够保证槽液在零件间的充分流动性;(3)要保证挂具的装夹牢固，防止接触不良，造成氧化膜不连续。
3.脱脂。脱脂的目的是为了除掉制品表面残余的油脂。脱脂方法有浸泡、喷雾、蒸汽、超声波，其中浸泡法最为方便实用。铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、酸性溶液脱脂、碱性溶液脱脂等，其中以碱性脱脂最为有效。碱性脱脂又分为强碱、中碱、弱碱性脱脂。强碱脱脂效果最为明显，但对铝工件的侵蚀也最为严重。中弱碱的脱脂效果较好，侵蚀也不明显。
以前，曾用硫酸脱脂，浓度为(24±3)%;目前，用氢氧化钠和硝酸钠脱脂较为普遍，其中硝酸钠起抑制作用，也有一些公司使用国外进口的弱碱性清洗剂，脱脂的温度过低，时间过短，脱脂效果不好;温度过高，时间过长，酸和碱容易侵蚀制品，脱脂时间一般视制品表面状况而定，一般为10～15min，温度在60～70℃之间。
4.水洗。温水洗温度一般在30～60℃之间，在温水中清洗至少5min，水洗时要保证水在零件间的充分流动，不允许清洗剂干涸在零件上。对水质的要求是:TDS≤1000mg/L;pH值在5.0～8.0之间。冷水洗或喷淋的水温一般在10～35℃之间，要求用足量的冷水清洗零件的所有表面。当采用浸洗时，需至少浸泡1～2min。当采用喷淋时，需要至少喷淋1min。清洗后目视检查，零件表面不应有残渣、点蚀、浸蚀、干涸物、污迹和污物。对水质要求:TDS≤350mg/L，pH值为5．0～8．0之间。清洗后目视检查零件表面水膜是否连续。
5.去氧化膜(活化)。铝件在阳极氧化前表面必须清除杂质或氧化膜，使阳极氧化所用之药剂与铝件基体直接接触。含硅或锰等金属的铝合金工件经蚀刻或化铣后表面会附着一层污物，俗称挂灰，可溶于酸性溶液中，因此铝件在进行阳极氧化前可用酸洗。一般可使用硝酸、氢氟酸和铬酐的混合溶液进行去氧化膜。氧化时间视氧化皮厚度而定，如果是自然的氧化膜时间在1～3min，如果是在加工过程中产生较厚的氧化皮，则需要10～15min。也可以用氢氧化钠进行碱洗，碱洗一般不超过2min，因为氢氧化钠对铝合金表面的腐蚀性极强，如果时间控制不好，可能会造成过腐蚀，建议使用混合酸脱氧。
6.阳极氧化。（1）阳极氧化的工艺条件和影响因素。1)水:水作为阳极氧化处理液的一部分，也与氧化膜的质量有直接的联系，不可使用未经过处理的自来水，要使用经过水处理过的去离子水，一般要求TDS≤5 mg/L。2)氧化处理液的温度:温度是影响氧化膜质量的重要因素。当氧化处理液的温度降低时，氧化膜的溶解速度下降，氧化膜增厚，增加氧化膜的致密性、光滑性。如果温度升高，会增大氧化膜的溶解速度，使氧化膜厚度变薄，降低氧化膜的硬度。3)电压:如果升高电压，则可以加速氧化膜的形成，但当电压升高时，因为焦耳效应产生剧烈的放热现象，加上氧化膜的生成热，造成制品附近溶液的温度升高，增加了氧化膜的溶解速度，生成的氧化膜软，无光泽，表面呈粉状，严重的可能烧毁制品;电压过小，膜生成的速度小，形成的氧化膜薄且不耐磨。因此，有必要在阳极化槽子内加上制冷装置，以防止阳极化过程中产生过多的热量导致槽液温度升高。4)电流密度:如果电流密度偏小，氧化膜的生成速度慢，处理时间就增加;如果电流密度偏高，必然因焦耳效应导致过热，从而加速氧化膜的溶解，生成的氧化膜软，无光泽，表面呈粉状，严重的可能烧毁制品。5)氧化处理时间:氧化处理时间，一般随着氧化时间的延长，氧化膜的厚度增大，但到了一定程度后，氧化膜的生成速度和溶解速度相等，如果不增加电压，氧化膜的厚度实际不增加。如果延长时间，则氧化膜的硬度降低，经过封闭处理后表面会起粉末。如果处理时间短，则氧化膜达不到要求的厚度，而且不耐磨。6)氧化处理液的搅拌:氧化膜的质量与氧化液的搅拌速度相关。很多公司采用的是压缩空气搅拌。如果阀门开的太小，溶液的搅拌速度就小，来不及带走氧化处理液附近的热量，会影响氧化膜的质量，甚至烧毁制品;若阀门开的太大，搅拌速度过快，容易造成挂具晃动，造成夹具、制品、电极接触不良，夹具与制品接触处“电磨触”而产生残缺和制品掉槽等负面影响。
总之，对氟锆酸钾体系钝化膜、无机-有机复合膜层的的工艺参数进行对比，可以看出氟锆酸钾体系钝化工艺简单，在室温下即可进行反应，产品满足工业生产需求。无机-有机复合体系工艺虽略复杂，但其对耐蚀性有很大的提升。因此根据不同的需求目标，可以选择不同的钝化体系及工艺。
参考文献：
［1］付平文，铝合金表面处理新工艺．2018．
［2］肖静，浅谈铝及铝合金的铬酸阳极化.2019.