铝合(he)金(jin)表面(mian)强化(hua)技(ji)术(shu)在钛(tai)铝靶(ba)深(shen)加工(gong)中的(de)应用(yong)现状(zhuang)

如(ru)今(jin)，在钛铝(lv)靶深加(jia)工(gong)制(zhi)造(zao)中，根(gen)据(ju)应用(yong)需求(qiu)对(dui)铝合金进(jin)行(xing)适当的(de)表(biao)面处(chu)理(li)以(yi)提高(gao)机(ji)械性(xing)能，增(zeng)强(qiang)其抗(kang)蚀能力已成(cheng)为必不(bu)可(ke)少的(de)工艺(yi)之(zhi)一(yi)。目(mu)前(qian)，常(chang)采用(yong)化学转化(hua)膜(mo)处理、金(jin)属涂层(ceng)处理、激光束、离(li)子注入等(deng)方法(fa)对铝(lv)及其(qi)合(he)金(jin)进行(xing)表(biao)面(mian)改(gai)性以(yi)提高其应(ying)用性(xing)能(neng) 。

1、化学转(zhuan)化膜(mo)处(chu)理(li) 

它(ta)是(shi)通(tong)过铝基体(ti)与(yu)特定(ding)的(de)介(jie)质(zhi)一起(qi)发生化学(xue)转(zhuan)化(hua)作(zuo)用(yong)，形成(cheng)一层化(hua)学(xue)转(zhuan)化(hua)膜(mo)覆(fu)盖(gai)基体(ti)表面(mian)。这种转化(hua)处(chu)理(li)有(you)电化学和化(hua)学(xue)两种(zhong)方(fang)法(fa)，即(ji)阳极氧化法和化(hua)学(xue)氧(yang)化法。化(hua)学氧(yang)化处理(li)是在(zai)一(yi)定(ding)温(wen)度(du)下，金属(shu)铝(lv)和(he)氧化(hua)溶(rong)液发(fa)生(sheng)化(hua)学(xue)反(fan)应(ying)，在(zai)表面(mian)生(sheng)成不溶性(xing)氧化(hua)膜的(de)工艺。化(hua)学氧(yang)化膜比(bi)自(zi)然氧(yang)化(hua)膜厚度(du)(4nm)大(da) 100 倍(bei)~200 倍，对铝(lv)材(cai)疲劳性(xing)能(neng)影(ying)响(xiang)小(xiao)、操(cao)作(zuo)容(rong)易、不需要(yao)电能(neng)、设(she)备简(jian)单、成(cheng)本(ben)低(di)、生(sheng)成(cheng)速(su)度(du)快(kuai)、附(fu)着性良(liang)好(hao)，可单独作防(fang)护(hu)层或涂装(zhuang)底(di)层，但(dan)膜层(ceng)存在质(zhi)地(di)软、耐磨性差、厚(hou)度(du)薄(bao)、承(cheng)载场合(he)容易破坏(huai)等(deng)缺(que)点。

2、阳(yang)极氧化(hua)处(chu)理工艺(yi) 

它(ta)是(shi)在电(dian)解液中(zhong)将铝(lv)合金制品作(zuo)为阳极，铅(qian)板作为(wei)阴(yin)极(ji)，通电(dian)后(hou)在(zai)制(zhi)品(pin)表(biao)面生(sheng)成氧(yang)化(hua)膜(mo)的过(guo)程(cheng)， 此(ci)法(fa)最(zui)早出(chu)现(xian)在(zai) 20 世纪(ji) 20年(nian)代(dai)。1927 英(ying)国(guo)首(shou)先采(cai)用(yong)硫酸阳极(ji)氧化法(fa)对(dui)铝的(de)表面进(jin)行(xing)电(dian)化学处理(li)，到(dao) 50年(nian)代广(guang)泛用(yong)于修(xiu)饰、防(fang)护(hu)及强(qiang)化(hua)领(ling)域(yu)。在阳(yang)极氧(yang)化(hua)过(guo)程(cheng)中电(dian)源最(zui)初使用的是直流(liu)电源，此法(fa)省去(qu)添加(jia)剂及(ji)其(qi)他(ta)设备，但膜(mo)的(de)生(sheng)长(zhang)速(su)度(du)慢，整(zheng)体性能(neng)一般。

3、 微(wei)弧(hu)氧(yang)化技(ji)术(shu)

 该技(ji)术又(you)称(cheng)为(wei)微等(deng)离(li)子(zi)体(ti)氧化，阳极火花(hua)沉(chen)积或火花(hua)放(fang)电(dian)阳(yang)极(ji)氧(yang)化(hua)，是(shi)近几(ji)年在普(pu)通阳极氧化的基础上发(fa)展(zhan)起(qi)来(lai)的(de)一种新的表面(mian)处(chu)理(li)技(ji)术(shu)。它是利(li)用(yong)电(dian)化(hua)学(xue)方(fang)法，将材(cai)料置(zhi)于电解(jie)质(zhi)溶(rong)液中(zhong)利用(yong)高(gao)电(dian)压高(gao)电(dian)流的(de)作(zuo)用(yong)在其表面原位(wei)生(sheng)长(zhang)陶瓷膜(mo)的阳(yang)极(ji)氧(yang)化(hua)方法。此技(ji)术(shu)应(ying)用(yong)于(yu)铝合(he)金上，能够将(jiang)铝合(he)金材(cai)料与(yu)陶瓷(ci)材料的(de)优(you)点(dian)达(da)到完(wan)美(mei)的(de)结(jie)合，所形(xing)成的氧(yang)化陶(tao)瓷(ci)转化(hua)膜(mo)不仅防腐耐磨，而(er)且(qie)能防止(zhi)电(dian)化学腐(fu)蚀(shi)。微(wei)弧(hu)氧化技术(shu)具(ju)有前处理(li)工艺(yi)简(jian)单(dan)，对环境(jing)无污染，所形(xing)成的氧(yang)化(hua)膜与基体(ti)结合牢(lao)固(gu)，具(ju)有(you)较(jiao)好(hao)的(de)致(zhi)密性(xing)，高的(de)硬(ying)度(du)，良(liang)好(hao)的(de)耐(nai)磨耐(nai)蚀和(he)耐高(gao)温(wen)冲(chong)击性(xing)能，因此它(ta)具有(you)广(guang)泛(fan)的(de)应用前景(jing)。根(gen)据不同(tong)的需要，微(wei)弧氧化可制(zhi)备(bei)防蚀、防(fang)腐、耐磨(mo)、装(zhuang)饰(shi)、电防护(hu)、光(guang)学、功能(neng)性(xing)等不同用途(tu)的膜层(ceng)。

4、金(jin)属(shu)涂层处(chu)理-电(dian)镀 

铝及(ji)其合金(jin)也(ye)可(ke)用金属涂(tu)层(ceng)加以(yi)保(bao)护(hu)，金属涂层(ceng)可使用电镀(du)、化学(xue)镀(du)或(huo)热喷涂(tu)方法获(huo)得。电镀(du)涂(tu)层(ceng)可(ke)选用 Zn、Cr 涂层，电(dian)镀(du)就是(shi)阴(yin)极沉积所(suo)需金属(shu)元(yuan)素的工(gong)艺(yi)，被(bei)沉积的金属(shu)在(zai)工件表(biao)面(mian)形成(cheng)结合(he)牢固的致(zhi)密(mi)镀(du)层(ceng)。由于(yu)铝(lv)的(de)电(dian)位(wei)比(bi)较负，对氧的亲和力比(bi)较(jiao)大，不(bu)容(rong)易直接(jie)镀上(shang)耐(nai)蚀金(jin)属(shu)，一般(ban)采(cai)用(yong)化(hua)学浸锌、电(dian)镀薄(bao)锌(xin)层和电镀镍，然后镀铜。当铝合(he)金(jin)表(biao)面(mian)镀(du)上一层铜(tong)后就(jiu)可按(an)普(pu)通(tong)电镀方(fang)法(fa)在铜镀(du)层镀(du)上所需(xu)的金(jin)属(shu)镀(du)层(ceng)，这(zhe)样所(suo)得(de)的(de)镀层与(yu)基体结(jie)合(he)力好。但这种(zhong)方(fang)法费(fei)时费(fei)力，而(er)且电镀液中(zhong)含(han)有氰(qing)化物(wu)这种剧(ju)毒物(wu)质。近(jin)年(nian)来(lai)发(fa)展(zhan)了(le)一(yi)种(zhong)不(bu)需(xu)要镀(du)铜(tong)层(ceng)的(de)直(zhi)接化(hua)学镀(du)镍方(fang)法(fa)，镀(du)液(ye)主(zhu)要(yao)成分(fen)硫(liu)酸镍，次(ci)亚(ya)磷(lin)酸(suan)钠(na)为(wei)还(hai)原(yuan)剂，pH 值(zhi)在 4.5~5.5 之(zhi)间(jian)。

5、离子注入及(ji)激光处(chu)理(li)技术(shu) 

采(cai)用(yong)该(gai)技术(shu)对(dui)铝(lv)合(he)金表面进行(xing)改性处理(li)，以(yi)获(huo)得(de)优(you)良(liang)耐(nai)磨(mo)性能(neng)和(he)耐蚀性(xing)能也是(shi)目(mu)前(qian)国(guo)内外研(yan)究(jiu)的(de)热门课(ke)题(ti)之一(yi)。离子(zi)注入(ru)技(ji)术是(shi)在真空状态下使(shi)用(yong)高(gao)能(neng)离(li)子束轰(hong)击目(mu)标体几(ji)乎可以(yi)实(shi)现任何(he)离子(zi)的注入，注(zhu)入的(de)离(li)子(zi)被中(zhong)和(he)并留(liu)在固(gu)溶(rong)体的取代(dai)位(wei)置(zhi)或(huo)间(jian)隙位置，形成非平衡(heng)的(de)表面层。Enders 等(deng)人(ren) 曾(ceng)采用此(ci)技术提(ti)高了铝(lv)合(he)金表(biao)面(mian)的耐(nai)蚀(shi)性(xing)能。激(ji)光(guang)处(chu)理(li)技 术(shu)包括激(ji)光热(re)处理和(he)激光表面合(he)金(jin)化。其中(zhong)激(ji)光(guang)热处(chu)理是(shi)利用激(ji)光(guang)加(jia)热金属(shu)表面以促进(jin)亚稳(wen)固(gu)溶(rong)体(ti)形成(cheng)的技术，它(ta)仅(jin)限(xian)于表面(mian)的(de)融化(hua)与凝(ning)固(gu)；激光合(he)金化(hua)是使用激光(guang)束将(jiang)金(jin)属(shu)表面(mian)与(yu)外(wai)加合(he)金元素一(yi)起(qi)熔(rong)化，然后(hou)迅(xun)速(su)凝固(gu)在(zai)金(jin)属(shu)表(biao)面，以(yi)获得合(he)金层(ceng)的技(ji)术(shu)。

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