第40卷第12期2019年12月
腐蚀与防护
CORROSION 8,- PROTECTION
Vol. 40 No. 12December 2019
DC)I：10. 11973/fsyfh-201912009
阿洛丁 1200S处理工艺参数对铝合金耐盐雾
腐蚀性能的影响
王力强，吕玲,胡彦卿，梁鑫，廖广其
(航空工业成都飞机工业(集团）有限责任公司，成都610092)
摘要：对2024-T3铝合金进行了阿洛丁 1200S处理，通过盐雾试验研究了原料，前处理工艺，阿洛丁 1200S处理时 间、含量和pH，以及后处理等工艺环节对2024-T3铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响。结果表明：在阿洛丁 1200S处理 工艺的前处理阶段，碱清洗效果要保证铝合金表面水膜连续，脱氧时间为1〜3 min;阿洛丁 1200S含量最佳控制范 围为11. 3〜12. 5 g/L,最佳pH范围为1. 6〜1. 8;阿洛丁 1200S处理后的水清洗不得使用喷淋装置；同时干燥时不 可采用压缩空气，以免造成阿洛丁 1200S膜层损伤。关键词：阿洛丁 1200 S;盐雾试验;铝合金;耐蚀性；pH中图分类号：TG178
文献标志码：A
文章编号：1005-748X(2019)12-0912-04
Effects of Processing Parameters in Alodine 1200S Treatment on Salt Spray Corrosion
Resistance of A1 Alloy
WANG Liqiang, LU Ling, HU Yanqing, LIANG Xin, LIAO Guangqi
(AVIC Chengdu Aircraft Industrial (Group) Co.，Ltd.，Chengdu 610092，China)
Abstract： 2024-T3 aluminum alloy was treated with Alodine 1200S. The effects of raw materials, pre-treatment
process，Alodine 1200S treatment time, content, pH and post-treatment on the salt spray corrosion resistance of 2024-T3 aluminum alloy were studied by salt spray test. The results show that in the pre-treatment stage of Alodine 1200S treatment process the effect of alkali cleaning should ensure the continuity of water film on the surface of A1 alloy, and the deoxidization time should be 1 _3 min. The optimal control range of Alodine 1200S content was 11. 3 — 12. 5 g/L» and the optimal pH range was 1. 6~ 1. 8. The spray device should not be used for water cleaning after Alodine 1200S treatment, at the same time, compressed air should not be used during drying to avoid damage to the Aoldine 1200S membrane.
Key words： Alodin 1200S； salt spray test； aluminum alloy； corrosion resistance； pH阿洛丁 1200S处理工艺是一种化学氧化技术， 常用于铝合金的表面防护，以提高基体的耐蚀性以 及基体和漆层的结合力，在飞机[1]、航空发动机[23]、 机载电子设备的制造、维修过程中广泛应用[4_5]。阿
洛丁 1200S处理工艺为汉高公司的专利产品，其成 分保密，因此只能通过添加原料来进行槽液维护，常 因其pH超出溶液控制范围而造成槽液的报废；同 时各个工序槽液成分和工艺参数控制不到位也会导 致其产品在盐雾试验中出现不合格的情况[6].由于 影响阿洛丁 1200S处理过程因素多，很难找到造
收稿日期：2019-04-14
通信作者:王力强（1963 —),研究员级高工，学士，从事腐蚀 与防护研究，13880609773, wlqiang03@ 139. com
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成其产品耐盐雾腐蚀性能不合格的关键因素并加以
控制。波音公司要求按照ASTMB 117 — 2011《盐 雾设备的操作标准》对经过阿洛丁 1200S处理的试 样进行168 h的中性盐雾试验，将耐盐雾腐蚀性能 作为产品质量控制的指标，通过工艺控制试验寻找 影响试样耐盐雾腐蚀性能的关键因素，建立监控方 法是解决阿洛丁 1200S处理工艺稳定性和产品质 量一致性的唯一途径。
本工作从原材料差异，前处理，阿洛丁 1200S 处理时间、含量和pH，以及后处理等方面，对阿洛 丁 1200S处理工艺控制的全要素进行了研究，以耐 盐雾腐蚀性能为评价标准，寻找影响工艺控制的关 键因素，达到稳定生产的目的，同时可以将该生产线 的研究成果作为经验推广到其他表面处理生产线。
王力强，等:阿洛丁 1200S处理工艺参数对铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响
洛丁 1200S原料对槽液使用效果的影响，对每桶阿
1试验
洛丁 1200S原料分别配置小槽，并对其处理过的铝 合金试样进行盐雾试验，发现阿洛丁 1200S原料的
pH对经过其处理过的试样的盐雾试验结果存在影响。
表1为阿洛丁 1200S原料的pH,选择pH低的 阿洛丁 12Q0S原料进行配槽。若其pH超出上限， 可继续添加阿洛丁 1200S原料，使槽液中阿洛丁 1200S达到允许的最大含量（22. 5 g/L)，或每使用 0. 9〜1. 8 kg阿洛丁 1200S加入60 g/L的。
1.1试验材料
试验材料为2024-T3铝合金，试样尺寸10 inX 3 inXO. 032 in(254 mm X 76 mmX 0• 8 mm)，共制 备了 400片试样。
1.2工艺配方及工艺流程
对试样先进行阿洛丁 1200S处理。阿洛丁 1200S处理液的主要成分为阿洛丁 1200S (7. 5〜 22. 5 g/L)，pH为1. 3〜1. 8。操作温度为20〜 35 ‘C，处理时间1〜3 min。阿洛丁 1200S处理工艺 的主要流程:除油一碱清洗—热水洗—冷水洗一轻 脱氧—冷水洗—阿洛丁 1200S处理一冷水洗— 干燥。
表1
Tab. 1序号12345
阿洛丁 1200S原料的pH
pH1.701. 661.621.1.68
备注-—
pH value of Alodine 1200S rawmaterial
1.3测试方法
按照ASTM B 117—2011标准对阿洛丁 1200S 处理过的试样进行168 h的盐雾试验，盐雾为5% (质量分数)NaCl溶液，试样表面与垂直方向呈6°的 倾斜。时间每延长30 s，增加1组（2个)试样，共5 组盐雾试样。
耐盐雾腐蚀性能合格标准:盐雾腐蚀后，在总面 积为60 in2(38 709. 6 mm2)的暴露试验区域，孤立 的斑点和点蚀总量不能超过6个；同时在总面积为 30 in2(19 354. 8 mm2)的暴露试验区域，孤立的斑 点和点蚀总量不能超过5个。即2个试样上总的腐 蚀点个数不得超过6个，并且单个试样上腐蚀点个 数不能超过5个，且不能有直径大于0. 031 in (0.787 4 mm)的点。
配槽配槽
-
2. 2前处理的影响
试样在进行阿洛丁 1200S处理前，使用质量浓
2. 2. 1碱清洗槽
度为45〜60 g/L的Turco 4215NCLT碱清洗槽进 行了除油清洗，盐雾试验后，试样的表面形貌如图1 所示。其中，5组试样的阿洛丁 1200S处理时间分 别为1. 0，1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 min,并且同时下槽处 理。结果表明:这些试样的耐盐雾腐蚀性能均不合 格。造成试样耐盐雾腐蚀性能不合格的一个原因是 碱清洗槽油污较多，清洗过程中很难达到水膜完整 状态。油污的存在会隔离成膜物质和金属基体，导 致成膜不均勻，在盐雾试验中出现腐蚀点。因此应 加强碱清洗槽的维护，控制碱清洗槽的杂质和油污， 当槽液表面有可见油污时要及时清理和过滤，当无 法保证水膜完整状态时，应更换槽液，保证清洗后零 件表面水膜连续。
2结果与讨论
2. 1原料的影响
从阿洛丁 1200S原料取样，将其配成15 g/L的 标准溶液，然后测该标准溶液的pH。结果发现，每 桶阿洛丁 1200S原料的pH都存在差异，考虑到阿
图1前处理不当试样盐雾试验后的表面形貌
Fig. 1 Surface morphology of improperly pretreated samples after salt spray test
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王力强，等:阿洛丁 1200S处理工艺参数对铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响
2. 2. 2脱氧时间
试验使用腐蚀速率为〇. 34〜0. 42 Hm/min的 三酸(Cr03、HN03、HF)脱氧槽进行脱氧，表2为脱 氧时间对阿洛丁 1200S处理试样耐盐雾腐蚀性能 的影响。从试验结果可以看出，脱氧时间的延长会 导致试样耐盐雾腐蚀性能不合格。这是因为铝合金 在大气环境中自然形成的氧化层厚度为纳米级，因 此较易去除，并且试验采用的试样为进口成品试样，
覆膜保护，表面质量状态好，在1〜3 min脱氧过程 中，试样表面的氧化层被去除。且2024铝合金的铜 含量高，脱氧时间的延长会造成表面组织成分不均 匀，反而影响阿洛丁 1200S在试样表面的成膜，导 致其耐盐雾腐蚀性能不合格。
2.3阿洛丁 1200S处理的影响2. 3. 1阿洛丁 1200S处理时间
试验使用5组相同的试样，每组2片，阿洛丁 1200S 处理时间分别为 1. 0，1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 min。 图2为经过168 h盐雾试验后试样表面的形貌。结 果表明：5组试样表面均无腐蚀点。经过多组验证 试验，在相同的工艺条件下，阿洛丁 1200S处理时 间为1〜3 min时，均可得到耐盐雾腐蚀性能合格的 产品。因此,阿洛丁 1200S处理时间不是影响盐雾 试验结果的关键因素。
2. 3. 2阿洛丁 1200S含量和处理液pH
对阿洛丁 1200S生产线全部的槽液成分和参 数进行数据采集和分析，使用Minitab软件对试验 数据作图，分别得到耐盐雾腐蚀性能不合格试样的 概率与阿洛丁 1200S含量以及处理液pH的散点 图，如图3和图4所示。
由图3可以看出，当阿洛丁 1200S的含量增加 时，耐盐雾腐蚀性能不合格试样的概率降低，因为阿 洛丁 1200S含量的升高有利于膜层的生成，阿洛丁 12003最佳的质量浓度范围是11.3〜12.58/1^。由 图4可以看出，当阿洛丁 1200S的PH升高时，耐盐 雾腐蚀性能不合格试样的概率降低。这是因为当 pH较低时，溶液的酸性强，对膜层的溶解作用强，
表2脱氧时间对试样耐盐雾腐蚀性能的影响
corrosion resistance of samples
Tab. 2 Eeffect of deoxidization time on salt spray
槽液腐蚀速率
/(^m • min-1)0• 34 〜0.420.34-0.420.34 〜0.420.34 〜0.420.34 〜0.420.34 〜0.42
阿洛丁 1200S 耐盐雾
处理时间/min腐蚀性能
222222
合格合格合格不合格不合格不合格
序号123456
碱清洗水 膜连续
VVVVVV
脱氧时间
/min
123456
图2不同阿洛丁 1200S处理时间的试样盐雾试验后的表面形貌
Fig. 2 Surface morphology of samples treated by Alodine 1200S for different periods of time after salt spray test
pH升高有利于膜层的生成，阿洛丁 1200S最佳pH 范围是1. 6'〜1. 8〇
处理后的试样可以使用温度不高于54 I：的热 循环空气进行干燥，也可在空气中进行干燥。切忌 使用压缩空气吹干，已免过大的压力损伤膜层。阿
洛丁 1200S处理形成的化学转化膜是颗粒状致密 的连续膜层[3]，其完整性是耐盐雾腐蚀性能的保证。
2.4后处理的影响
阿洛丁处理后需要使用去离子水对试样进行清 洗，以洗净残留在试样表面的溶液，避免膜层继续反
应起粉。由于阿洛丁 1200S膜层是一种胶状膜层， 刚形成的新鲜膜层脆弱，易受到损伤，因此不可采用 喷淋水进行冲洗，应在水槽中缓慢漂洗。清洗时间 不宜太长，以免膜层部分溶解或六价铬化合物流失 导致耐蚀性下降[2]。
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3结论
(1)在阿洛丁 1200S处理工艺的前处理阶段,
碱清洗效果要保证表面水膜连续，脱氧时间为1〜
3 min0
王力强，等:阿洛丁 1200S处理工艺参数对铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响
0.
0.0.肼筚
0.肼班
S0.
S
0.0
. 1.2
1.3
1.4 1.5
1.6 1.7
51
0
51
5
111.66|的0
仍
阿洛丁
1200S的质量浓度
/(g.L一 j
处理液
PH
图3耐盐雾腐蚀性能不合格试样的概率与 图4
耐盐雾腐蚀性能不合格试样的概率与
阿洛丁 1200S含量的散点图
处理液pH的散点图
Fig. 3 Scatter diagram between probability of Fig. 4 Scatter diagram between probability of unqualified samples in salt spray corrosion resistance
unqualified samples in salt spray corrosion resistance
and Alodin 1200S content
and pH value of treatment solution
(2) 阿洛丁 1200S最佳质量浓度范围为ll. 3〜[ 2] 田野，
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