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。     

磷酸盐体系电解液对铝合金微弧氧化层性能影响研究

采用微弧氧化法在铝合金(ZL101A)基体上制备陶瓷膜层。研究了不同电解液和添加剂对涂层硬度、厚度及相组成的影响。结果表明:膜层厚度、硬度随NaH2PO3和(NaPO3)6的增加而提高。XRD相结构分析表明:涂层中的主要相为γ-Al2O3、α-Al2O3和Mg2Al4Si5O18,随α-Al2O3相增多,膜层的耐蚀性升高。     

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜层生长规律与性能研究

在铝酸盐、磷酸盐和硅酸盐3种电解液体系中,利用微弧氧化技术在6061铝合金表面原位生长陶瓷膜,通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计对陶瓷膜层的微观结构、相组成、元素分布及显微硬度进行分析。结果表明:3种陶瓷膜均为疏松层和致密层组成的双层结构,膜层表面存在许多微孔;陶瓷膜均由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,γ-Al2O3衍射峰强度高于α-Al2O3在磷酸盐和硅酸盐体系中,微弧氧化陶瓷膜表面分别含有P和Si元素,表明电解液中的离子参与成膜过程;在铝酸盐中制备的陶瓷膜显微硬度优于其它2种体系,可达到16350MPa,比6061铝合金硬度提高了10倍。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层耐磨性

利用微弧氧化技术在7075铝合金表面形成微弧氧化陶瓷膜层,通过SEM、XRD手段分析了微弧氧化陶瓷层的显微结构、表面形貌和相组成,并在HIT-Ⅱ摩擦磨损试验机上测试了陶瓷膜层的摩擦学性能.结果表明:7075铝合金表面的微弧氧化陶瓷膜层由疏松层、致密层构成,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3两相;氧化陶瓷层与基体结合良好,厚度为25～45μm,表面硬度可达到1900HV0.1左右;微弧氧化表面处理技术可以显著提高铝合金的表面耐磨性,在与GCr15钢球对磨时,膜层具有较低的磨损率,但摩擦因数相对较高.     

纯铝焊接接头微弧氧化研究

在硅酸钠和含氟添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化的方法在工业纯铝及其氩弧焊接接头表面均匀生长了一层陶瓷膜。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了铝基体和焊接区表面陶瓷膜的形貌和相组成;探讨了硅酸钠的浓度对陶瓷膜厚度及粗糙度的影响。结果表明:铝基体及焊接区陶瓷膜的厚度及粗糙度均随着硅酸钠浓度的增大而增加,焊区膜厚及粗糙度小于基体金属。铝基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同,陶瓷膜都是由α-Al2O3、γ-Al2O3组成。和基体金属相比,焊区陶瓷膜对应的气孔小些,且相对光滑、均匀。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性.陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加,添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用.膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道:沿陶瓷膜截面由内至外,黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深,铬的含量增加,铝、铜的含量减少.含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成;不含添加剂陶瓷膜由γ-Al2O3组成,乳白色.陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体,含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高.     

KOH体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜形成的影响

负向电压对微弧氧化陶瓷膜形成有极其重要的影响。电解液组成变化时,负向电压也必须作相应调整,才能确保微弧氧化过程的稳定和氧化膜的质量。在含mSiO2·nH2O的KOH复合电解液中,在负向电压60~140 V的条件下对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化。采用电涡流测厚仪、SEM和XRD对陶瓷膜进行表征,研究了负向电压对厚度、表面形貌、相组成及耐磨性的影响。结果表明:随着负向电压增大,膜厚增加,膜层中有显微裂纹存在;负向电压为120 V时,膜厚达到186.7μm,耐磨性好。膜层主要由Mullite及α-Al2O3相组成,但衍射谱中α-Al2O3相峰强较高。     

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。     

Na2WO4和SiCp对2Al2铝合金微弧氧化膜的影响

在质量浓度为40 g/L的Na2SiO3,8 g/L的Na2WO4混合电解液中添加SiCp,在2A12铝合金基体上原位生长微弧氧化陶瓷膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了陶瓷膜微观形貌、元素含量、相组成,通过数字式覆层测厚仪和摩擦磨损试验检测了氧化膜的厚度和耐磨性.结果表明,Na2SiO3、Na2WO4混合电解液生长的陶瓷膜由α-Al2O3和mullite相组成,膜层较致密,Na2WO4的加入提高了膜层生长速率;添加SiC微粒后,微弧氧化过程中SiC微粒分解,促进莫来石相形成,膜层有较好的耐磨性.     

铝合金微弧氧化复合工艺制备陶瓷膜的油摩擦特性

为改善7075铝合金微弧氧化陶瓷膜性能,利用恒流-恒压复合工艺制备微弧氧化陶瓷膜。采用涂层厚度仪、显微硬度计测量陶瓷膜厚度、显微硬度;采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析陶瓷膜的表面形貌、磨痕形貌和相组成;采用摩擦磨损试验机研究陶瓷膜油摩擦特性。结果表明:在氧化时间为75 min(恒流)-30 min(恒压)时,陶瓷膜平均厚度达到81μm,陶瓷膜致密层硬度达到1648 HV;陶瓷膜主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成;微弧氧化陶瓷膜微孔结构有利于改善油润滑条件下的耐磨性;在油润滑条件下,摩擦系数和磨损量随着转速的增大而变大。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中，采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加，添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道；沿陶瓷膜截面由内至外，黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深，铬的含量增加，铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成；不含添加剂陶瓷膜由y-Al2O3组成，乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体，含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。     

2A06铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

采用微弧氧化技术,以硅酸盐为主要电解液,在2A06铝合金表面制备出高硬度、高耐磨性的微弧氧化陶瓷膜。用扫描电镜观测膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行耐磨损和抗冲蚀试验。结果表明,氧化时间越长,2A06铝合金表面陶瓷层越厚,陶瓷层粗糙度也越高。陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层与基体和致密层结合紧密。致密层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3,疏松层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3以及Al6Si2O3。致密层中的α-Al2O3相的含量远高于疏松层。从试样边缘到试样中心硬度逐渐降低,最高硬度出现在试样表面边缘向内5～20 mm处,平均HV硬度可达20.96 GPa。2A06铝合金的耐磨性比较差,磨轮转速从100 r/min增至400 r/min时,磨损量不断增加且呈线性分布。微弧氧化制备的陶瓷层磨损量在磨损开始时(100 r/min)稍高,磨轮转速到600 r/min时磨损量趋于稳定,磨轮转速到1600 r/min时磨损量仍然呈现较低水平。陶瓷层的冲蚀体积损失率也远低于2A06铝合金基体。     

铝合金表面微弧氧化涂层制备工艺设计

用微弧氧化技术对铝合金表面进行强化处理,利用正交试验设计优化试验方案,按五因素(Na2SiO3浓度、KOH浓度、H3BO3浓度、H2O2浓度、微弧氧化电压)、四水平得到正交表,合理安排微弧氧化试验,达到优化微弧氧化工艺条件的目的;并用综合平衡法评价各因素对陶瓷膜硬度和厚度影响的主次顺序和可能最优水平.结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度和厚度受各因素水平的影响显著,其中Na2SiO3的浓度对陶瓷膜硬度和厚度两指标的影响最大;在最优工艺条件下(Na2SiO3浓度6 g/L、H3BO3浓度1.5 g/L、KOH浓度0.5 g/L、H2O2浓度X4、微弧氧化电压340 V),陶瓷膜致密层硬度达到1 700 HV,膜层总厚度约200 μm.     

电流密度对ZA43微弧氧化膜的影响

研究了不同电流密度对ZA43微弧氧化膜层的表面形貌、膜厚、硬度以及膜的组成相的影响等问题。结果表明:随着电流密度的增大,膜层表面的孔洞尺寸变大;氧化膜厚度逐渐增大,但是增加的速度变得缓慢;膜层硬度在一定电流密度范围内增加,最终趋于稳定;膜层主要相成分为α-Al2O3和γ-Al2O3,增加了ZA43高铝锌基合金的表面硬度,耐磨性和耐腐蚀性能。     

高Si压铸Al合金ADC12的微弧氧化表面改性

利用恒流微弧氧化技术,在以Na2SiO3和Na3PO4为主盐的电解液中,在高硅压铸Al合金ADC12表面制备了陶瓷膜．显微硬度及耐蚀性能测试表明,陶瓷膜显微硬度（HV）高达1430,能对基体金属提供有效的防护．涡流测厚及SEM研究显示,该陶瓷膜厚度分布比较均匀,具有双层结构．EDX和XRD分析表明,该微弧氧化陶瓷膜的主要元素组成为0,Al,Si和P;主要相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3,同时含有少量χ-Al2O3,θ-Al2O3和Al2SiO5晶体．     

6061铝合金表面ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层制备与性能研究

利用微弧氧化技术在6061铝合金表面原位生长ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层,通过SEM、XRD及纳米压痕仪对陶瓷涂层的微观结构、相组成、硬度及杨氏模量进行分析,并对其热震及高载荷耐磨性能进行研究。结果表明:陶瓷涂层由疏松层和致密层组成,其表面分布较多微孔;陶瓷涂层主要由t-ZrO2、γ-Al2O3和α-Al2O3相组成,其维氏硬度和杨氏模量分别为19.569和307.927GPa,约为6061铝合金的8倍和3倍;此外,陶瓷涂层还具有较高的抗热震性和耐磨性。     

稀土铈掺杂石墨烯对7050铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入稀土元素铈以及石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、体视显微镜、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究微弧氧化陶瓷膜层的形貌、粗糙度、相组成和元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明:同时加入4 g/L CeO2和10 g/L的石墨烯制备的复合膜层表面微孔尺寸明显降低,结构致密,耐磨性较好,粗糙度最低(1516.03 nm),膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成。且此时的复合膜层自腐蚀电位最大,自腐蚀电流最小,耐腐蚀性最佳。     

Na2ZrF6-KoH中微弧氧化2024铝合金陶瓷膜

为了提高2024铝合金的表面硬度和耐磨损性能,采用微弧氧化法在Na2zrF6-KOH溶液中使2024铝合金表面形成氧化物陶瓷膜.分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成.结果表明随氧化时间的增加,阴阳极电压逐渐增加,且阴极电压低于阳极电压;厚约20μm的膜可分为致密层与琉松层;相对致密均匀的膜层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的非晶相物质组成电解液所含元素zr,进入到膜层中,表明电解液组元剧烈参与微弧氧化反应;陶瓷膜的平均硬度约为16 GPa,分布在距界面10μm附近.     

汽车发动机缸体用AZ91合金的表面改性与耐磨耐蚀性能

对汽车发动机缸体用AZ91合金表面进行了等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基体、TiB2-Al2O3和三种不同比例的Al:(TiB2-Al2O3)改性层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着距离改性层表面距离的增加,显微硬度整体呈逐渐降低的趋势,不同配比的改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体(98 HV0.1),TiB2-Al2O3改性层的显微硬度最高,随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度呈现逐渐降低的趋势;经过等离子熔覆TiB2-Al2O3和Al:(TiB2-Al2O3) 改性处理后的发动机缸体的耐磨性与耐腐蚀性均有所提高,其中Al:(TiB2-Al2O3)=1:2改性层的耐磨性及耐腐蚀性能最好。     

纳米 α-Al2O3添加剂对铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米α-Al2O3的浓度对铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L纳米α-Al2O3,微弧氧化获得不同的陶瓷膜层,对膜层的微观结构、厚度、硬度和耐腐蚀性能进行分析。结果膜层的主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和SiO2。当纳米α-Al2O3添加量为3 g/L时,膜层表面微裂纹少,孔隙率小,厚度达70μm,硬度为513HV,耐腐蚀性能好。结论硅酸盐电解液中加入纳米α-Al2O3,能够改善铝合金微弧氧化膜层的综合性能。