硼酸-硫酸阳极氧化可作为铬酸阳极氧化的环保替代工艺,在不损害基体铝合金材料疲劳性能的条件下,其氧化膜层具有优异的耐蚀性,展现出了广阔的应用前景。本文在相关专利工艺的基础上,优化了硼酸-硫酸阳极氧化工艺规范,进一步开发和研究了阳极氧化物膜层的新型无铬封闭工艺。工艺优化实验采用单因素方法,以硫酸、硼酸浓度和阳极氧化时间等为变化因素,研究了相应条件下2024-T3铝合金的阳极氧化情况,结果表明:硫酸(70 g/L)、硼酸(6.7 g/L)、阳极氧化时间(25 min)条件下阳极氧化具有优异的耐腐蚀性,膜层表面致密、截面厚度均一。阳极氧化膜层的电化学测量结果表明:硫酸浓度70 g/L条件下,膜层的阻抗值最大;而硼酸浓度为6.7 g/L时,膜层的多孔层显得更为致密。对于优化工艺所制备的硼酸-硫酸阳极氧化膜层,本文采用传统封闭液以及开发的新型碱性Mn-Mo溶液进行了多孔层的封闭处理。结果表明:就膜层的耐蚀性性能指标而言,Mn-Mo封闭与重铬酸盐封闭相当、优于沸水、氟化镍和锆盐封闭。进一步的研究结果表明,Mn-Mo封闭后的膜层表面具有片状表面簇结构,同时截面成分分析证实了Mo元素在封闭过程中嵌入了膜层的外部区。XPS分析表明封闭后的膜层中形成了Mn和Mo的高价氧化态的可溶性化合物,如MnO_x和MoO_x等,同时形成了假勃姆石。封闭后阳极氧化膜层的电化学测量结果表明:Mn-Mo封闭膜层具有最正的腐蚀电位(-261mV)。盐雾实验(384小时)结果表明:Mn-Mo封闭膜层表面未出现腐蚀点,基于通过等效电路得到的膜层电参数,对其演化过程分析发现,封闭后膜层的腐蚀过程可分为四个阶段:均匀腐蚀,腐蚀性离子渗透进入多孔层和阻挡层、局部自修复、膜层损坏。