تاثیر دما، ولتاژ، زمان آندایزینگ و اعمال پوشش الکترولس نیکل-فسفر روی رفتار خوردگی و سختی آلیاژ آلومینیم 2024

به‌منظور بهبود خواص سطحی و درنتیجه کاربرد بیشتر آلومینیم و آلیاژهای آن در صنایع مختلف بخصوص هوافضا از روش‌های مختلف پوشش دهی استفاده می‌شود. آندایزینگ و آبکاری الکترولس از روش‌های پرکاربرد برای این هدف است. در پژوهش حاضر ابتدا اثر دما و ولتاژ آندایزینگ بر خواص لایه اکسید سطحی آلیاژ آلومینیم 2024 بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ و کاهش دما، ضخامت و زبری سطح افزایش یافت؛ اما یک ولتاژ بهینه (v45) برای دستیابی به بیشترین سختی در تمامی دماها به دست آمد. مطالعه ضخامت و سختی نمونه بهینه نیز حاکی از افزایش این دو پارامتر با افزایش زمان داشت. بررسی‌های صورت گرفته به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی نشرمیدانی (fesem) نیز نشان داد با کنترل دقیق شرایط آندایزینگ می‌توان به ساختاری با نانو سلول‌های منظم دست‌یافت. انجام آندایزینگ دومرحله‌ای نیز نظم سلول‌های لایه اکسیدی را به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش داد. همچنین بررسی‌های صورت گرفته به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی (sem)، طیف نگار تفکیک انرژی (eds) و پراش اشعه ایکس (xrd) نشان داد که امکان ایجاد پوشش الکترولس نیکل-فسفر بر آلیاژ آلومینیم آندایز شده به‌خوبی وجود دارد. برای مقایسه رفتار خوردگی پوشش های (anodic aluminium oxid) aao و هیبریدی aao/nip با زیرلایه آلومینیمی از روش پلاریزاسیون و برون یابی تافل استفاده شد. نتایج حاکی از مقاومت به خوردگی بالای آلیاژ آلومینیم 2024 در حضور پوشش الکترولس نیکل فسفر بر آلیاژ آندایز شده می باشد. عملیات حرارتی نمونه‌ها در دماهای مختلف نشان داد که بیشترین سختی پوشش نهایی (1185 ویکرز) در دمای 400 درجه سلسیوس به دست خواهد آمد و زمان عملیات حرارتی در این دما بعد از 75 دقیقه تاثیر چندانی بر سختی نخواهد داشت.

Effect of Temperature, Voltage, Time of Anodizing and Applying NickelPhosphor Electro less Coating on Hardness and Corrosion Behavior of 2024 Aluminum Alloy

In order to improve the surface properties and the greater use of aluminum and its alloys in various industries, especially aerospace, different coating methods have been introduced. Anodizing and electroless plating are the most widely used methods for this purpose. In this research, the effect of temperature and voltage of anodizing on the surface properties of anodic aluminum oxid (AAO), producred on 2024 aluminum, was investigated. The results showed that with increasing voltage and decreasing temperature, the thickness and roughness of coatings increased. An optimal voltage (45 V) was obtained to achieve the highest hardness at all temperatures. The study of the thickness and hardness of the optimum sample also showed an increase in these two parameters with increasing time. FESEM studies also revealed that by carefully controlling on the anodizing conditions, a structure with regular nanocells could be obtained. The two step anodizing significantly increased the order of the oxide layer cells. SEM, EDS, and XRD results indicated that the possibility of NiP electroless coating applying on anodized aluminum in SLOTONIP 70A solution is well established. To investigate and compare the corrosion behavior of AAO and AAO/NiP coatings with aluminum substrate, the polarization method and tafel extrapolation was used. The results indicated that the high corrosion resistance of 2024 aluminum alloy was achieved in the presence of NiP electroless coating on anodized alloy. The heat treatment of the samples at different temperatures showed that the highest hardness of the final coating (1185 vickers) would be achieved at 400 °C, and the heat treatment time at this temperature after 75 minutes would not have much effect on the hardness.