电流密度对7075铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐电解液体系中对7075铝合金表面采用微弧氧化(MAO)法制备陶瓷膜层,并借助扫描电镜、三维立体显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、涂层附着力划痕仪和摩擦磨损实验机等对微弧氧化膜层的形貌及性能进行研究。结果表明:电流密度对微弧氧化膜层的组织与性能有较大影响。α-Al_2O_3是微弧氧化膜层的主要组成相,微弧氧化膜层具有较好的显微硬度及耐磨性能。当电流密度达到10 A/dm~2时,膜层的显微硬度与耐磨性能最优。     

钛合金表面Al_2O_3陶瓷膜制备及性能研究

采用多弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备了厚度约40μm的纯Al层,然后在恒流模式下对其进行不同时间的微弧氧化处理,以获得耐磨的Al_2O_3陶瓷膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和拉伸试验机对钛合金镀铝层微弧氧化膜的微观组织结构、显微硬度、耐磨性和结合力进行了观察和测量。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3以及少量的非晶相SiO_2组成,膜层均匀、致密。随着微弧氧化时间的延长,Al_2O_3陶瓷层厚度增加,镀铝层厚度减小。微弧氧化3 h时,Al_2O_3膜致密层硬度达到1261 HV。氧化4 h,Al_2O_3陶瓷层厚达60～70μm,镀铝层几乎全部氧化,钛合金基材亦发生轻微氧化;但是,基体钛合金的氧化反而导致Al_2O_3膜层内形成贯穿裂纹等缺陷,膜层硬度下降,膜层与钛合金基材的结合强度降低。Al_2O_3陶瓷膜的摩擦系数较钛合金基材的有所降低,磨损量明显降低。Al_2O_3陶瓷膜/镀铝层/钛合金体系结合强度大于40 MPa,最高可达68 MPa。     

氧化时间对超硬铝7A04微弧氧化陶瓷层结构及性能的影响

在铝酸钠电解液体系下,对7A04超硬铝合金进行不同时间的微弧氧化处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的微观结构和相组成进行分析,研究氧化时间对陶瓷层的厚度、显微硬度和陶瓷层与基体结合力的影响。结果表明:膜层微观表面凹凸不平,呈火山喷口状形貌,该膜主要由γ-Al_2O_3和极少量α-Al_2O_3组成。随着氧化时间的增加,陶瓷膜层的厚度不断增加,陶瓷膜层的显微硬度先上升后下降,氧化时间为50 min的膜层达到最大硬度1210 HV0.1。陶瓷层与基体间呈冶金结合且膜层致密。     

氧化时间对 ZA 43 合金微弧氧化膜摩擦磨损性能的影响

目的研究ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的摩擦磨损特性随氧化时间的变化规律。方法制备微弧氧化时间不同的ZA43合金微弧氧化陶瓷膜样品,采用球-盘磨损方法进行摩擦磨损实验,分析陶瓷膜磨损前后的形貌、物相组成及元素组成,测试膜层厚度和显微硬度。结果陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。随着氧化时间的延长,陶瓷膜厚度和平均硬度逐渐增大。在干摩擦条件下,陶瓷膜的摩擦系数和磨损失重随氧化时间的延长而降低。结论随着氧化时间的延长,ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性逐渐提高,其磨损机制以磨粒磨损为主。     

恒压时间对ADC12合金恒流-恒压微弧氧化膜层组织与性能的影响

目的 探究先恒流一定时间再恒压不同时间对ADC12高硅铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响,并从中选择较优的氧化时间组合.方法 选择双极性脉冲电源,在先恒流(11 A/dm2)35 min后,再恒压(550 V)不同时间(5、15、25、35 min),制备微弧氧化陶瓷膜层.通过采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、HT-600摩擦磨损试验机、电化学工作站(极化曲线、阻抗谱)等设备来表征表面形貌、膜层厚度、物相组成、磨损率以及耐腐蚀性.结果 在先恒流再恒压下制备的微弧氧化膜层,其厚度随着氧化时间的延长呈现先增长后下降的趋势.先恒流35 min再恒压25 min所制备的膜层厚度最厚,为25μm;微弧氧化膜层中都存在α-Al2O3、Y-Al2O3和Al2SiO5相;随着氧化时间的延长,微弧氧化膜层的磨损率出现先增长后下降的趋势.在先恒流35 min再恒压5 min所制备膜层的摩擦系数最小,仅为0.78.氧化时间的变化对ADC12铝合金MAO膜层耐蚀性的影响较大,腐蚀电位随着氧化时间的延长呈现先上升后下降的趋势,同时腐蚀电流的变化趋势也与腐蚀电位相同.综合考虑,在先恒流35 min再恒压25 min所制备的膜层,其耐腐蚀性较好.结论 先恒流(11 A/dm2)35 min再恒压(550 V)25 min时所制备的微弧氧化膜层较厚,致密性较好,耐蚀性最佳.     

SiC微粉添加剂对铝合金钻杆材料微弧氧化膜层性能的影响

目的提高铝合金钻杆材料微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入0~4 g/L的SiC微粉,对7E04铝合金钻杆材料表面生成的微弧氧化膜层进行改性,研究了微弧氧化膜层的氧化电压-时间曲线、厚度、显微硬度、表面形貌、膜层元素含量、相组成和耐蚀性。结果随着SiC微粉质量浓度的增加(0、1、2、3、4 g/L),氧化电压不断增加,在4 g/L时几乎达到550 V。微弧氧化膜层的厚度和显微硬度增加,各浓度下的膜层厚度分别为42.3、43.6、45.0、45.3、50.0μm,膜层显微硬度分别为341.8、375.2、394.4、405.1、436.8MPa。同时,放电孔的孔径和烧结盘的尺寸也逐渐增加。在微弧氧化过程中,SiC被氧化成SiO_2,基体中的Al被氧化成α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3,膜层中的相组成主要有α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2和莫来石。同时,随着SiC微粉浓度的增加,膜层中的C、Si元素含量增加,Al元素和O元素的含量降低。膜层的腐蚀速率分别为1.11×10~(-1)、3.598×10~(-2)、5.223×10~(-2)、6.762×10~(-2)、1.323×10~(-1) mm/a,呈现出先减小后增加的趋势,耐蚀性先增加后降低。结论 SiC微粉的添加增加了膜层的厚度,改变了膜层的表面形貌,同时提高了微弧氧化膜层的显微硬度、耐蚀性等性能。     

海洋钢微弧氧化膜层组织与性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在S355海洋钢表面制备了复合陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征陶瓷膜层的微观结构,通过涂层结合力、显微硬度、残余应力、摩擦磨损和电化学等测试方法研究复合膜层的性能。结果表明:复合陶瓷膜层主要由内致密层和外疏松层组成,疏松层主要由γ-Al_2O_3组成,致密层主要由α-Al_2O_3组成。随着电流密度增大,膜层厚度与微孔孔径逐渐增大。复合膜层与基底层结合良好,其硬度较熔覆涂层的有明显提升。熔覆涂层表面残余应力为拉应力,复合膜层均为压应力。在电流密度为5 A/dm~2时,复合膜层能明显改善基体与熔覆涂层的耐磨性与耐蚀性。     

负向电流密度对镁合金微弧氧化电压及陶瓷膜的影响

以恒流模式在含有硅酸钠、氟化钾、甘油、氢氧化钾的电解液中对AM50镁合金进行微弧氧化。研究了正向电流密度恒定时,负向电流密度对正向电压及陶瓷膜表面形貌、显微硬度和厚度的影响。结果表明,不同负向电流密度对应的正向电压随时间的变化都呈先快速增长后趋于稳定的变化趋势,而随负向电流密度的增大,不同负向电流密度对应的正向电压(同一时刻)呈先增加后逐渐降低的变化趋势;随负向电流密度的增大,氧化膜表面微孔数量先减少后增加,而陶瓷膜表面微孔孔径变化不大,都在1～5μm范围内;提高负向电流密度有利于增加微弧氧化陶瓷膜的硬度与厚度。     

氧化时间对 7 A09 超高强铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

采用NaAlO2-NaOH体系,对7A09超高强铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化时间对陶瓷层厚度、显微硬度、表面及截面形貌、相组成的影响。结果表明:在其它参数一定的条件下,陶瓷层的厚度和硬度均随氧化时间的延长而不断增长,微弧氧化时间为45 min时,陶瓷层的显微硬度达到最高值1070HV0.1;陶瓷层主要由γ-Al2O3组成。     

Mn元素对铝合金门窗表面陶瓷层特性的影响

采用微弧氧化技术在不同Mn含量的铝合金门窗表面进行了改性处理,研究了基体合金元素Mn对表面陶瓷层膜厚、显微硬度、形貌和物相的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着微弧氧化时间的增加,含0.5%Mn和含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度和显微硬度都表现为逐渐增加的趋势,且在相同的微弧氧化时间内,含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度更大、显微硬度更低。Mn含量为0.5%的铝合金表面陶瓷层中有γ-Al_2O_3相和少量α-Al_2O_3相,而Mn含量为1.5%的铝合金表面陶瓷层中只有γ-Al_2O_3相。     

ZL101A微弧氧化层腐蚀环境试验后的摩擦性能

对ZL101A进行微弧氧化层的制备,并对微弧氧化后的试样进行了腐蚀性环境试验检测。采用电子扫描电镜、物相分析仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等对腐蚀试验前后的材料进行了组织观察分析、硬度测量和摩擦磨损值测定。结果表明,微弧氧化层的组织由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和少量Al组成,高硬度的陶瓷层表现出良好的耐磨性及较好的抗腐蚀性。     

NaOH-Na2SiO3-Na2WO4体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜特性及组织的影响

交流电源中负向电压对铝合金微弧氧化陶瓷膜形成过程及其组织性能有重要影响.本文研究了在NaOH-Na2SiO3-Na2WO4电解液体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜厚度、硬度及截面形貌的影响.试验中,负向电压从85 V到110 V变化.利用电涡流测厚仪测量陶瓷膜的厚度,用显微硬度计测量陶瓷膜截面的显微硬度,并进行截面形貌观察.试验结果表明负向电压的提高,有利于陶瓷膜厚度和显微硬度的增加,但负向电压达到一个极限值后,陶瓷膜表面变粗糙,甚至烧蚀,膜层与基体结合变差,陶瓷膜中开始出现裂纹,显微硬度下降;在负向电压为适合值95 V时,得到的陶瓷膜厚度为110 μm,显微硬度为8810 MPa(HV);同时,沿陶瓷膜厚度方向,从陶瓷膜与基体结合界面到陶瓷膜表层,显微硬度呈现先增加后降低的趋势,在致密层中显微硬度存在一个最大值.     

电流密度对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

采用恒流控制模式在Na2SiO3电解液体系下制得6061铝合金微弧氧化膜,研究了电流密度对微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响。为了提高膜层性能采用了一种新的电流模式,并与恒流条件下的陶瓷层显微结构和耐腐蚀性进行了比较。结果表明,随着电流密度的不断增大,陶瓷膜的厚度、表面粗糙度也随之增大,耐腐蚀性能逐渐降低,硬度则呈现先增大后减小的趋势,膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,采用新的电流模式得到的陶瓷膜显微裂纹明显减少,耐腐蚀性明显提高。     

硝酸铈添加剂对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜特性的影响

为进一步提高7075铝合金的表面耐磨性,在硅酸钠、六偏磷酸钠复合电解液中加入不同质量浓度的硝酸铈添加剂,运用微弧氧化技术在其表面原位生长出氧化铝陶瓷膜。采用涂层测厚仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射议(XRD)等方法研究了硝酸铈添加剂对陶瓷膜厚度、显微硬度、表面形貌、相组成以及耐磨性的影响。结果表明:陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成,当硝酸铈质量浓度为0.12g/L,陶瓷膜的厚度达到最大,约为18μm;硬度达到最高,约为916HV0.2;致密性最佳;陶瓷膜表现出更好的耐磨性能。     

硝酸铈添加剂对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜

为进一步提高7075铝合金的表面耐磨性,在硅酸钠、六偏磷酸钠复合电解液中加入不同质量浓度的硝酸铈添加剂,运用微弧氧化技术在其表面原位生长出氧化铝陶瓷膜。采用涂层测厚仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射议(XRD)等方法研究了硝酸铈添加剂对陶瓷膜厚度、显微硬度、表面形貌、相组成以及耐磨性的影响。结果表明： 陶瓷膜主要由αAl2O3和γ Al2O3两相组成,当硝酸铈质量浓度为0.12 g/L,陶瓷膜的厚度达到最大,约为18 μm;硬度达到最高,约为916 HV0.2;致密性最佳;陶瓷膜表现出更好的耐磨性能。     

添加硫酸铜对 TC4 钛合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究CuSO_4浓度和微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)对TC4钛合金微弧氧化膜颜色及性能的影响。方法在磷酸钠电解液中,对TC4钛合金进行微弧氧化处理,并添加CuSO_4获得不同颜色的陶瓷膜,对氧化膜的宏观形貌、微观形貌、物相结构以及硬度进行分析。结果添加CuSO_4能使陶瓷膜颜色变深,随着CuSO_4浓度升高,膜层由灰色逐渐变为红褐色。当CuSO_4质量浓度为0.5 g/L时,氧化膜表面均匀致密,显微硬度最高(627.1HV);当CuSO_4质量浓度为1.5 g/L时,氧化膜显微硬度最低(382.8HV)。随着电压升高,膜层颜色加深,色泽更均匀,但表面硬度下降。在400 V条件下制备的氧化膜硬度最低,但是色泽最均匀。随着氧化时间的延长,氧化膜厚度增加,颜色加深,色泽更为均匀,但是当氧化时间超过15 min后,氧化膜颜色变浅。结论 CuSO_4对微弧氧化膜的显色作用明显,其浓度及微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)均对涂层性能、色泽、致密性、厚度及相组成具有很大的影响。     

铝合金射流微弧氧化层工艺和耐蚀性能研究

射流微弧氧化是一种新型表面处理工艺,可解决普通微弧氧化无法对大面积工件进行处理的问题。对射流微弧氧化技术的原理及工艺特点做了阐述。以LY12合金为研究对象,利用射流微弧氧化在其上制备了Al2O3陶瓷膜层。喷距、射流流量和电源模式是影响射流微弧氧化工艺的3个关键因素。采用盐雾试验测试了该陶瓷层的耐腐蚀性能;采用扫描电镜和X射线衍射分析了陶瓷膜层的截面形貌、相分布及其组成。结果表明:当射流微弧氧化时,采用恒压模式获得的膜层耐蚀性高于恒流模式的。     

电解液组成对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

采用电解液成分逐渐加入法,在6种电解液中对ZAlSi12Cu2Mg1试样进行微弧氧化处理,研究电解液组成对微弧氧化陶瓷膜形成的影响,寻找合适的电解液组成。结果表明：电解液组成对陶瓷膜层的厚度、粗糙度、硬度、耐磨性、膜层微观形貌及相组成的影响很大,通过调节电解液成分,可获得性能优良的陶瓷膜。适宜的电解液组成为：8g／LNaSiO3,1g／LNaOH,2g／LNa2WO4,0．5g／LNa2EDTA及10mL／L丙三醇。在此种电解液组成下,获得的陶瓷膜厚156μm,面粗糙度为259nm,显微硬度达HV891。在干摩擦条件下,经30min磨损后,其磨损仅为基体的13．29％。观察膜层微观形貌,膜层均匀致密。XRD分析表明：氧化层中含有Al、莫来石、SiO2、d．Al2O3、y-Al2O3和WO3相。     

电解液组成对ZAISi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

采用电解液成分逐渐加入法,在6种电解液中对ZAlSi12Cu2Mg1试样进行微弧氧化处理,研究电解液组成对微弧氧化陶瓷膜形成的影响,寻找合适的电解液组成.结果表明:电解液组成对陶瓷膜层的厚度、粗糙度、硬度、耐磨性、膜层微观形貌及相组成的影响很大,通过调节电解液成分,可获得性能优良的陶瓷膜.适宜的电解液组成为:8g/L NaSiO3,1 g/L NaOH,2 g/t,Na2WO4,0.5 g/L Na2EDTA及10 mL/L丙三醇.在此种电解液组成F,获得的陶瓷膜厚156 μm,面粗糙度为259nm显微硬度达HV 891.在干摩擦条件下,经30min磨损后,其磨损仅为基体的13.29%.观察膜层微观形貌,膜层均匀致密.XRD分析表明:氧化层中含有Al、莫来石、SiO2、а-Al2O3、y-Al2O3和WO3相.     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护

采用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的陶瓷膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试分析了微弧氧化膜的形貌、相组成和显微硬度,并采用浸泡方法研究了微弧氧化膜对焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,接头表面微弧氧化膜均匀致密,铝合金焊缝区的显微硬度低于母相区,但微弧氧化膜的硬度比铝合金基体提高一个数量级,并且不同区域对应的微弧氧化膜硬度相同。在0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaCl溶液中浸泡3天后,未氧化处理的焊接样品表面出现孔蚀,而微弧氧化处理的样品表面没有观察到腐蚀迹象。