cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2025-3-1-73-84cpomaem-88Research ArticleСтатьиМодификация бесхроматных конверсионных покрытий на алюминиевом сплаве 1105 для увеличения их защитных свойствModification of chromate-free conversion coatings on aluminum alloy 1105 to increase their protective propertiesЧугуновД. О.ChugunovD. O.

119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4 

31-4, Leninsky prospekt, 119071, Moscow 

osvpkz@outlook.comКузенковЮ. А.KuzenkovYu. A.

119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4 

31-4, Leninsky prospekt, 119071, Moscow 

osvpkz@outlook.comРыбаковС. Ю.RybakovS. Yu.

119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4 

31-4, Leninsky prospekt, 119071, Moscow 

osvpkz@outlook.comФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наукРоссияFrumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202514042025017384Copyright © Чугунов Д.О., Кузенков Ю.А., Рыбаков С.Ю., 20252025Чугунов Д.О., Кузенков Ю.А., Рыбаков С.Ю.Chugunov D.O., Kuzenkov Y.A., Rybakov S.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/88

Алюминиевые сплавы являются крайне востребованными в различных областях промышленности. В современном мире, когда большой упор идет на экологичность и использование вторично переработанных ресурсов, выгодную роль занимают сплавы, созданные на основе вторичного металла. Такие сплавы могут отличаться существенным разбросом количества легирующих элементов. Алюминиевый сплав 1105, который изготавливается из вторичного алюминия, содержит в своём составе Mg и Cu и характеризуется высоким содержанием примесных элементов (Fe, Si, Zn). Интерметаллидные фазы, содержащиеся в сплаве, снижают его коррозионную стойкость. Современные методы противокоррозионной защиты могут помочь более широкому распространению сплава 1105 в различных конструкциях. Среди различных методов конверсионные покрытия, получаемые методом химического оксидирования, являются простым и экономичным способом защиты от коррозии. Целью данной работы было увеличение защитных свойств бесхроматных конверсионных покрытий ИФХАНАЛ-3, путем их модификации нитратами и нитритами. Одной из главных проблем конверсионных покрытий на алюминиевом сплаве 1105 является их повышенная дефектность на микроуровне. Применение нитрат и нитрит соединений обеспечивает более эффективное образование конверсионного покрытия на поверхности сплава, что позволяет усилить их коррозионную стойкость.

Aluminum alloys are in high demand in various industries. In the modern world, when great emphasis is placed on environmental friendliness and the use of recycled resources, alloys based on recycled metal play an advantageous role. Such alloys may differ significantly in the amount of alloying elements. Aluminum alloy 1105, which is made from recycled aluminum, contains Mg and Cu in its composition and is characterized by a high content of impurity elements (Fe, Si, Zn). The intermetallic phases contained in the alloy reduce its corrosion resistance. Modern methods of anticorrosive protection can help the wider spread of alloy 1105 in various designs. Among the various methods, conversion coatings obtained by chemical oxidation are a simple and economical way to protect against corrosion. The aim of this work was to increase the protective properties of chromate-free conversion coatings IFKHANAL-3, by modifying them with nitrates and nitrites. One of the main problems of conversion coatings on aluminum alloy 1105 is their increased defects at the micro level. The use of nitrate and nitrite compounds provides a more effective formation of a conversion coating on the surface of the alloy, which makes it possible to enhance their corrosion resistance.

алюминиевые сплавыконверсионные покрытияпиттинговая коррозияингибиторы коррозиибесхроматные технологииатмосферные коррозионные испытанияaluminum alloysconversion coatingspitting corrosioncorrosion inhibitorschromate-free technologiesatmospheric corrosion testsРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской ФедерацииReferencesM. Sabaghi, Y. Cai, C. Mascle and P. Baptiste, Sustainability assessment of dismantling strategies for end-of-life aircraft recycling, Resour., Conserv. Recycl., 2015, 102, 163–169. doi: 10.1016/j.resconrec.2015.08.005M. Sabaghi, Y. Cai, C. Mascle and P. Baptiste, Sustainability assessment of dismantling strategies for end-of-life aircraft recycling, Resour., Conserv. Recycl., 2015, 102, 163–169. doi: 10.1016/j.resconrec.2015.08.005W.S Miller, L Zhuang, J Bottema, A.J Wittebrood, P. De Smet, A. Haszler and A. Vieregge, Recent development in aluminium alloys for the automotive industry, Mater. Sci. Eng.: A, 2000, 280, no. 1, 37–49. doi: 10.1016/S0921-5093(99)00653-XW.S Miller, L Zhuang, J Bottema, A.J Wittebrood, P. De Smet, A. Haszler and A. Vieregge, Recent development in aluminium alloys for the automotive industry, Mater. Sci. Eng.: A, 2000, 280, no. 1, 37–49. doi: 10.1016/S0921-5093(99)00653-XS. Du, S. Zhang, J. Wang, M. Wang, Z. Lv, Z. Xu, L. Ma, C. Liu, J. Wang, J. Liu and B. Liu, Sustainable recycling of aluminum scraps to recycled aerospace-grade 7075 aluminum alloy sheets, Sustainable Mater. Technol., 2024, 41, #e01100. doi: 10.1016/j.susmat.2024.e01100S. Du, S. Zhang, J. Wang, M. Wang, Z. Lv, Z. Xu, L. Ma, C. Liu, J. Wang, J. Liu and B. Liu, Sustainable recycling of aluminum scraps to recycled aerospace-grade 7075 aluminum alloy sheets, Sustainable Mater. Technol., 2024, 41, #e01100. doi: 10.1016/j.susmat.2024.e01100B. Zhou, B. Liu, S. Zhang, R. Lin, Y. Jiang and X. Lan, Microstructure evolution of recycled 7075 aluminum alloy and its mechanical and corrosion properties, J. Alloys Compd., 2021, 879, #160407. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.160407B. Zhou, B. Liu, S. Zhang, R. Lin, Y. Jiang and X. Lan, Microstructure evolution of recycled 7075 aluminum alloy and its mechanical and corrosion properties, J. Alloys Compd., 2021, 879, #160407. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.160407S. Du, S. Zhang, M. Wang, J. Wang, Z. Lv, Z. Xu, C. Liu, J. Wang, J. Liu and B. Liu, High-temperature heat treatment attenuating the influence of micron-sized inclusions on the microstructure and properties of recycled Al-Zn-Mg-Cu alloy sheet, J. Mater. Res. Technol., 2024, 30, 4147–4158. doi: 10.1016/j.jmrt.2024.04.092S. Du, S. Zhang, M. Wang, J. Wang, Z. Lv, Z. Xu, C. Liu, J. Wang, J. Liu and B. Liu, High-temperature heat treatment attenuating the influence of micron-sized inclusions on the microstructure and properties of recycled Al-Zn-Mg-Cu alloy sheet, J. Mater. Res. Technol., 2024, 30, 4147–4158. doi: 10.1016/j.jmrt.2024.04.092L.B. Otani, M.M. Matsuo, B.J.M. Freitas, G. Zepon, C.S. Kiminami, W.J. Botta and C. Bolfarini, Tailoring the microstructure of recycled 319 aluminum alloy aiming at high ductility, J. Mater. Res. Technol., 2019, 8, no. 4, 3539–3549. doi: 10.1016/j.jmrt.2019.06.030L.B. Otani, M.M. Matsuo, B.J.M. Freitas, G. Zepon, C.S. Kiminami, W.J. Botta and C. Bolfarini, Tailoring the microstructure of recycled 319 aluminum alloy aiming at high ductility, J. Mater. Res. Technol., 2019, 8, no. 4, 3539–3549. doi: 10.1016/j.jmrt.2019.06.030E. Mysliu, K. S. Storli, H.M. Skogøy, S. Kubowicz, I.-H. Svenum, O. Lunder and A. Erbe, Effect of Cu2+ on deposition mechanism and structure of ZrO2-based conversion coatings on AA6060 aluminium alloys and their susceptibility to filiform corrosion, Electrochim. Acta, 2024, 477, #143805. doi: 10.1016/j.electacta.2024.143805E. Mysliu, K. S. Storli, H.M. Skogøy, S. Kubowicz, I.-H. Svenum, O. Lunder and A. Erbe, Effect of Cu2+ on deposition mechanism and structure of ZrO2-based conversion coatings on AA6060 aluminium alloys and their susceptibility to filiform corrosion, Electrochim. Acta, 2024, 477, #143805. doi: 10.1016/j.electacta.2024.143805Ю.А. Кузенков, С.В. Олейник, В.Л. Войтицкий, И.А. Архипушкин и Л.П. Казанский, Ингибированные бесхроматные конверсионные покрытия на алюминиевом сплаве 1105, Коррозия: Материалы, Защита, 2020, 3, 32–38. doi: 10.31044/1813-7016-2020-0-3-32-38Ю.А. Кузенков, С.В. Олейник, В.Л. Войтицкий, И.А. Архипушкин и Л.П. Казанский, Ингибированные бесхроматные конверсионные покрытия на алюминиевом сплаве 1105, Коррозия: Материалы, Защита, 2020, 3, 32–38. doi: 10.31044/1813-7016-2020-0-3-32-38Commission Directive 2001/59/EC of 6 August 2001 Adapting to technical progress for the 28th time Council Directive 67/548/EEC on the approximation of laws, regulations and administrative provisions concerning the classification, packaging and labeling of hazardous substances relation to the EEA). Official Journal L 225, 21/08/2001, p. 0001–0333.Commission Directive 2001/59/EC of 6 August 2001 Adapting to technical progress for the 28th time Council Directive 67/548/EEC on the approximation of laws, regulations and administrative provisions concerning the classification, packaging and labeling of hazardous substances relation to the EEA). Official Journal L 225, 21/08/2001, p. 0001–0333.Ю.А. Кузенков, С.В. Олейник, Н.П. Нырков и И.А. Архипушкин, Ультратонкие конверсионные покрытия на алюминиевом сплаве АМг3. Ч. I. Оптимизация процесса получения покрытий, Коррозия: Материалы, Защита, 2021, 5, 42–47. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-5-42-47Ю.А. Кузенков, С.В. Олейник, Н.П. Нырков и И.А. Архипушкин, Ультратонкие конверсионные покрытия на алюминиевом сплаве АМг3. Ч. I. Оптимизация процесса получения покрытий, Коррозия: Материалы, Защита, 2021, 5, 42–47. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-5-42-47O. Lunder, C. Simensen, Y. Yu and K. Nisancioglu, Formation and characterisation of Ti–Zr based conversion layers on AA6060 aluminium, Surf. Coat. Technol., 2004, 184, no. 2–3, 278–290. doi: 10.1016/j.surfcoat.2003.11.003O. Lunder, C. Simensen, Y. Yu and K. Nisancioglu, Formation and characterisation of Ti–Zr based conversion layers on AA6060 aluminium, Surf. Coat. Technol., 2004, 184, no. 2–3, 278–290. doi: 10.1016/j.surfcoat.2003.11.003H. Zhang and Y. Zuo, The improvement of corrosion resistance of Ce conversion films on aluminum alloy by phosphate post-treatment, Appl. Surf. Sci., 2008, 254, no. 16, 4930–4935. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.12.066H. Zhang and Y. Zuo, The improvement of corrosion resistance of Ce conversion films on aluminum alloy by phosphate post-treatment, Appl. Surf. Sci., 2008, 254, no. 16, 4930–4935. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.12.066B.F. Rivera, B.Y. Johnson, M.J. O'Keefe and W.G. Fahrenholtz, Deposition and characterization of cerium oxide conversion coatings on aluminum alloy 7075-T6, Surf. Coat. Technol., 2004, 176, no. 3, 349–356. doi: 10.1016/S0257-8972(03)00742-4B.F. Rivera, B.Y. Johnson, M.J. O'Keefe and W.G. Fahrenholtz, Deposition and characterization of cerium oxide conversion coatings on aluminum alloy 7075-T6, Surf. Coat. Technol., 2004, 176, no. 3, 349–356. doi: 10.1016/S0257-8972(03)00742-4Yu.I. Kuznetsov. Organic corrosion inhibitors: where are we now? A review. Part II. Passivation and the role of chemical structure of carboxylates. Int. J. Corros. Scale Inhib, 2016, 5, no. 4, 282–318. doi: 10.17675/2305-6894-2016-5-4-1Yu.I. Kuznetsov. Organic corrosion inhibitors: where are we now? A review. Part II. Passivation and the role of chemical structure of carboxylates. Int. J. Corros. Scale Inhib, 2016, 5, no. 4, 282–318. doi: 10.17675/2305-6894-2016-5-4-1A.M. Semiletov, A.A. Kudelina, E.S. Khudoleeva and Yu.I. Kuznetsov, Surface modification of aluminum alloy AMg6 by ethanol solutions of alkyl phosphates, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 2, 1292–1303. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-2-34A.M. Semiletov, A.A. Kudelina, E.S. Khudoleeva and Yu.I. Kuznetsov, Surface modification of aluminum alloy AMg6 by ethanol solutions of alkyl phosphates, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 2, 1292–1303. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-2-34Y.A. Kuzenkov, C.D. Hong and V.A. Karpov, Corrosion protection of aluminum alloys with chromate-free inhibited conversion coatings in a tropical climate, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 4, 1692–1702. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-4-18Y.A. Kuzenkov, C.D. Hong and V.A. Karpov, Corrosion protection of aluminum alloys with chromate-free inhibited conversion coatings in a tropical climate, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 4, 1692–1702. doi: 10.17675/2305-6894-2022-11-4-18D.O. Chugunov, Yu.A. Kuzenkov and S.Yu. Rybakov, Inhibited chromate-free conversion coatings for AMg5 aluminum alloy, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 4, 2092–2100. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-4-35D.O. Chugunov, Yu.A. Kuzenkov and S.Yu. Rybakov, Inhibited chromate-free conversion coatings for AMg5 aluminum alloy, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 4, 2092–2100. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-4-35Ю.М. Зимина, Ю.А. Кузенков и С.В. Олейник, Защитные конверсионные покрытия ИФХАНАЛ на алюминиевых сплавах, Коррозия: Материалы, Защита, 2010, 7, 44-48.Ю.М. Зимина, Ю.А. Кузенков и С.В. Олейник, Защитные конверсионные покрытия ИФХАНАЛ на алюминиевых сплавах, Коррозия: Материалы, Защита, 2010, 7, 44-48.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.