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铝合金及其他金属的磷化

铝合金化学转化膜工艺

铝是银白色的轻金属，熔点为660.37℃，沸点为2467℃。纯铝较软，密度较小，为2.7g/crn3。

铝为面心立方结构，有较好的导电性和导热性，仅次于Au,Ag,Cu；延展性好，塑性高，可

进行各种机械加工。

铝的化学性质活泼，在于燥空气中，铝的表面立即形成厚为0.005μm-0.015μm的致密氧

化膜，使铝不会进一步氧化，并能耐水。但铝的粉末与空气混合则极易嫩烧。熔融的铝能与

水猛烈反应。高温下，铝能将许多金属氧化物还原为相应的金属。铝是两性金属，既易溶于

强碱，也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性。纯铝的强度低，只有通过合金化，才

能得到可做结构材料使用的各种铝合金。

铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加人Mn,Mg，形成的Al-Mn,Al-Mg合金具有

很好的耐蚀性、良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造邮箱，容器，管道，

铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金较高，但防蚀性有所下降，这类合金有AI-Cu-Mg系

和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减少15%，

且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的

高级运动器材。目前，高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们

的载重量以及提高运行速度，并具有抗水侵蚀、避磁性等优点。铝在建筑上的用途也很多，

连民用建筑中也在采用铝合金门窗，至于用铝合金作装饰的大厦、宾馆、商店，则几乎遍布

城市的每个角落。桥梁也正在考虑采用铝合金，因为它既有相当的强度，又有质轻的特点，

可以增大桥梁的跨度。由于铝不易被锈蚀，铝制桥梁更经久耐用。

铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目

前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。铝合金在大气条件下，表面有一层致密的

自然氧化膜使其免遭环境的侵蚀，但这种自然氧化膜非常薄易破损，在酸碱性条件下迅速溶

解。同时，铝合金材料硬度低、耐磨性差，也使其常发生磨蚀破损。因此铝合金在使用前往

往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少腐蚀，延长使用寿命。

铝及铝合金表面预处理

碱性浸蚀

铝合金工件，经过脱脂工艺后，还不能进行转化膜处理，表面一般存在自然氧化膜，加工条

纹等缺陷，需要进行腐蚀处理去除自然氧化膜，活化表面。碱性溶液浸蚀是最常见的浸蚀工

艺，主要成分是NaOH溶液，它成本低，维护管理容易。铝的浸蚀速度与溶液中氢氧化钠

的总含量成正比，并随温度的升高而加速。这种典型工艺在生产实际中，氢氧化铝很快达到

饱和就会逐步沉淀，并在碱蚀槽的槽壁、加热管等位置聚集形成坚硬的壳，很难除去。这时

只能将槽液废弃，但是却带来两个问题：一是导致资源浪费，生产成本增加；二是增加化学

品排放，污染环境。目前解决的办法由以下两种：(1)络合法：在碱蚀溶液中添加铝的络合

剂，把铝离子掩蔽起来。这种络合剂有：葡萄糖酸钠、酒石酸钠、柠檬酸钠、甘油、山梨醇、

蚁酸钠等有机化合物，添加量一般为2g/L-l0g/L。它们可抑制Al(OH)3沉淀的产生。这种抑

制作用是由于带有仲醇羟基，因为仲醇羟基的氢常呈微酸性且能电离，这个基团在碱性溶液

中与所形成的Al(OH)3发生作用，并使有成垢可能的Al(OH)3转变为可溶性的络阴离子。

带相同电荷的络阴离子互相排斥，从而阻碍了Al(OH)3晶粒彼此间的碰撞，阻止了Al(OH)3

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晶核的长大及Al(OH)3沉淀的