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铝合金因具有良好的力学性能、机械加工性能等特点,在金属结构材料领域的应用仅次于钢铁,但其耐腐蚀性能较差,限制了其推广应用。表面防护处理是提高铝合金制品耐腐蚀性能的重要手段,其中化学转化/喷涂处理工艺的应用最为广泛。传统的铬酸盐化学转化工艺因含对人体和环境有害的六价铬而被限制使用,目前在研的各种工艺中,稀土系转化工艺被认为是最有希望替代铬酸盐转化的工艺之一。本文在课题组前期开发的Ce-Mn转化膜工艺基础上,采用钼酸盐为主盐的工艺,对Ce-Mn转化膜进行再处理,获得了耐蚀性、耐候性、耐磨性优良的Ce-Mn/Mo复合转化膜,分析了膜层组织结构、成分,并对成膜机理进行了初步探讨。首先对Ce-Mn转化工艺进行筛选,优选出较佳工艺:10g/L Ce(NO3)3、2g/L KMnO4、0.6g/L NaCl,室温,成膜时间9min。采用正交实验和单因素实验对Na2MoO4浓度和工艺参数进行优化,得到优化的基础工艺:15g/L Na2MoO4、成膜温度45℃、成膜时间20min。为促使成膜更加均匀,改善膜层性能,在基础工艺中加入添加剂,通过筛选发现十二烷基苯磺酸钠为效果较佳的添加剂。进一步利用正交实验和单因素实验对以十二烷基苯磺酸钠为添加剂的成膜工艺中各组分含量及工艺参数进行优化,得到优化的成膜工艺:18g/L Na2MoO4、1.5g/L十二烷基苯磺酸钠、成膜时间18min、成膜温度45℃。利用SEM、BES、EDS、XRD和XPS分析了转化膜的表面形貌、截面、成分及价态,结果表明,Ce-Mn/Mo转化膜表面为带有均匀分布的微裂纹的复合膜层,存在少量坑状缺陷,随成膜时间延长,裂纹变宽且缺陷坑深度增加;转化膜呈非晶态物相结构,主要由Mo、Ce、O、Mn、Al等元素组成,其中Mo主要以六价和四价形式存在、Ce以四价和三价、Mn以四价、Al以三价存在,O主要以O2-和OH-两种形成存在,转化膜主要由MoO3、MoO(OH)2、MoO2、CeO2、Ce(OH)4、Ce(OH)3、MnO2、Al2O3和Al(OH)3等物质组成。通过性能检测证明,Ce-Mn/Mo复合转化膜与基体的结合力可达到GB9286-98的要求,同时,复合膜具有良好的耐蚀性、耐候性及耐磨性。基于膜层良好的耐蚀性,特别是其优异的耐候性和耐磨性判断,该复合转化膜层有望在环境不甚恶劣的情况下作为最终防护层使用。