(1)外观特征
对47131钛合金而言,可以生成色彩鲜艳、色调分明的紫色、紫罗兰、普鲁士兰、天兰、金黄、粉红、玫瑰红、茄色、孔雀兰、翠绿、苹果绿等十多种彩色膜,而且膜层表面平整、光滑、连续、均匀、致密,且与基体金属结合牢固。同时对TC4、TC1、TC1M、TC2、TA2等钛合金基本适用,但从膜的色泽鲜艳度和均匀性方面,最好的是47121钛合金氧化膜。特别适用于工艺装饰和标记。
(2)膜厚与膜色的变化规律
实测膜厚举例如下:普鲁士兰为8×10^(-8)m,金黄色为2×10^(-7)m,苹果绿为8.2×10^(-7)m。根据我们的经验,膜厚在8×10^(-6)m以下为彩色薄膜,小于4×10^(-8)m的膜太薄呈光干扰色不稳定易污染,大于8×10^(-6)m的膜则不适明且色彩逐渐消失,当膜厚达到5—8μm以上时则形成多孔的吸附性强、硬且结合力好而又不导电的高耐蚀性厚膜,这为解决钛合金的磨损、擦伤初接触腐蚀问题开辟了新的途径。
(3)膜的化学成分与膜色、膜厚和槽液成分之间的关系
我们选择六种配方工艺所生成的各种彩色膜(相47121),并分别测定了其化学组成。测试结果表明:不同配方工艺、不同颜色和厚度的膜,其主要化学成分均为TiO2,仅台有微量的琉、磷等槽液成分,其中磷进入膜层可进一步提高其耐蚀性,而硫的进入则成为有害杂质。含磷的中性8105配方是较理想的钛合金阳极化槽液。
(4)膜的电极电位和表面电阻的变化
实测裸体47131钛合金的电位为-300mV左右,而阳极化后的电位则上升至+200MV左右;彩色薄膜表面电阻为1—10Ω,而深色厚膜竞竟高达1—1.8×10^(12-14)Ω,这为防止电偶腐蚀奠定了基础。
(5)膜的化学稳定性
将彩色阳极化后的47121钛合金放在不锈钢电解抛光槽液中,在大于20A/dm2的高电流密度下阳极电解一个月以上不腐蚀,特别是厚膜就是在钛合金酸洗槽液(HNO3相HF混合酸)中耐蚀性也超过裸体钛合金的5—30倍,从而为扩大钛管及钛合金的使用范围,特别是在化工设备中的广泛应用和提高其使用寿命创造了有利条件。
(6)氢脆性
47121钛合金阳极化前后的含氢量实测结果是:原材料为0.0070%,去油酸洗30S和60S时分别为0.0070%和0.0075%,去油酸洗并阳极化后为0.0063%。故在本工艺条件下的钛合金阳极化,不会产生氢脆问题。可以试用于航空钛合金紧固件和其它受力构件的生产。