2024铝合金表面扫描式微弧氧化工艺研究

本研究利用小功率微弧氧化电源, 通过内充液式管状阴极的逐行扫描, 在2024铝合金样件表面生成微弧氧化陶瓷膜层, 对样件的局部受损部位进行了成功的修复, 从而突破了传统微弧氧化技术不能用于铝合金构件现场局部防护与修复的限制; 利用XRD、SEM、EDS等分析方法对陶瓷膜层的相组成与微观组织形貌进行了研究。利用纳米压痕仪测试了陶瓷膜层的纳米压痕硬度和弹性模量, 用动电位极化曲线测试陶瓷膜层的耐腐蚀性能。结果表明: 在恒电流模式下, 扫描式微弧氧化电压快速升高, 直接进入微弧放电阶段。其一次扫描成膜层厚度17 μm, 相对于传统微弧氧化具有很高的成膜效率。铝合金扫描式微弧氧化陶瓷膜层主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成, 膜层分为致密层和疏松层, 表面多微孔, 且有微裂纹; 纳米压痕测试结果表明, 陶瓷膜层纳米压痕硬度和弹性模量沿界面向外呈现先增加后减小的变化趋势。动电位极化曲线表明, 扫描式和传统微弧氧化陶瓷膜层都能够对基体起到有效的腐蚀防护作用, 传统微弧氧化陶瓷膜层的腐蚀防护作用高于扫描式。     

亚微米级孔径微弧氧化膜层工艺研究

在其他加工参数固定的条件下,对Ld_(10)铝合金试件进行处理,然后采用扫描电镜对膜层表面显微结构进行观测分析,研究由KOH、KF、Na_2SiO_3、(NaPO_3)_6构成的溶液中各种成分浓度的变化对膜层表面放电孔径的影响.结果表明:KOH浓度变化对膜层孔径影响最小;随着Na_2SiO_3浓度的增加,膜层放电孔径先减小后快速增加;而增加KF和(NaPO_3)_6的浓度时,膜层孔径都会逐渐减小,最后趋向一个最小值.实验表明:调整好上述溶液的配比,可在试样表面获得最小放电孔径为350 nm的微弧氧化膜层.     

扫描式微弧氧化铝合金表面成膜效率分析

利用扫描式微弧氧化方法,以硅酸系溶液作为工作液,成功地在铝合金2024表面制备了"蛇形"和"HIT"图案的陶瓷膜层,一次扫描获得陶瓷膜层厚度为17μm。以实际试验数据为基础,经平均放电电流密度计算,对扫描端的实时成膜效率进行了分析。并以单位时间内加工陶瓷膜层总面积为参照,通过与传统微弧氧化的比较对扫描式微弧氧化的加工能力进行了评价。     

恒流微弧氧化工艺参数对膜层表面粗糙度的影响

铝合金微弧氧化膜表面粗糙度的影响因素较多,膜表面的粗糙度对其应用有影响,过去研究甚少,为了找出改善和控制膜层表面粗糙度的方法,在恒流模式下利用双极性脉冲电源对LD10铝合金试件进行了微弧氧化处理,采用TR200粗糙度仪检测了膜层表面粗糙度,分析了加工参数对膜层表面粗糙度的影响.结果表明:在一定范围内单独缩短微弧氧化时间、减小正向或负向电流密度、提高频率、降低占空比,都有利于降低膜层表面粗糙度;但温度过高或过低都不利于降低膜层表面粗糙度,只有在30～40 ℃的工作液中处理获得的膜层表面粗糙度才最佳.在30 ℃、电流密度10 A/dm2、脉冲频率200 Hz、占空比24%时,可获得最佳表面粗糙度(Ra 1.2 μm)的硬质微弧氧化膜层.     

一种测量微细电火花机床杂散电容的方法

提出了一种测量微细电火花加工机床杂散电容的方法.该方法通过示波器记录RC脉冲电源未接入机床单独充电时的波形和接入机床时的充电波形,将测得的数值代入电容充电公式中,经计算得到微细电火花机床的杂散电容值.还在不同的充电电压和工具电极长度条件下分别进行了试验,最后得出工具电极长度对杂散电容产生的影响较大.     

稀土镁合金微细电火花加工变质层微观结构及性能研究

利用微细电火花不同工艺加工了稀土镁合金.采用SEM和XPS分析了加工后稀土镁合金表面变质层形貌和成分,采用纳米压痕仪分析了变质层的硬度,采用动电位极化曲线评价了变质层的耐腐蚀性能.结果表明,变质层表面有微裂纹,降低加工电压和电流可以减少微裂纹,增大脉宽和脉间可以有效消除微裂纹;在3种不同介质中加工得到的变质层表面均发生了氧化反应,在去离子水中加工的变质层表面还发生了显著的电化学腐蚀;变质层的硬度高于稀土镁合金基体,其最高硬度可达到1.664 GPa;动电位极化曲线表明,变质层可以改善稀土镁合金的耐腐蚀性能.     

自然γ射线法在采煤机摇臂自动调高中探测煤层厚度的研究

自然γ射线在岩层中的含量远高于煤层,通过测量γ射线穿过煤层的强度衰减情况可以间接测量煤层高度。介绍自然γ射线测量煤层厚度的原理,分析γ射线强度与煤层厚度的关系,并确定其变化曲线。实验结果显示此种测量方法精度满足要求,为煤层厚度的测量提供了新的思路,也有助于采煤机自动调高的实现。     

激光重熔改性铝合金微弧氧化膜层的组织与性能

为了改善微弧氧化(MAO)膜层多孔疏松的组织和性能, 对其进行了激光重熔处理, 并制备了两种实验膜层: (1)选择双向电流脉冲和Na₂SiO₃-KOH体系的工作液, 在6082铝合金基体上制备平均厚度为18 μm的MAO膜层; (2)采用Nd:YAG激光器对上述MAO膜层进行激光重熔(LSM)处理, 获得MAO+LSM膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、超显微硬度计和电化学分析仪分别检测上述两种膜层的微观形貌、相组成、表面硬度和耐蚀性能。结果表明: 激光重熔后的膜层由内往外分为致密层、中间层和重熔层, 组织致密、气孔率低的重熔层取代了MAO疏松层, MAO+LSM膜层中α-Al2O3相的比例得到提高, 硬度和耐蚀性能也进一步得到改善, 且保持了MAO膜层与基体的结合方式。     

我国铝/镁合金微弧氧化技术的研究及应用现状

微弧氧化技术是一种直接在Al,Mg,Ti等有色金属表面原位生长陶瓷膜的表面处理新技术.处理过程简单,工艺环保,处理后膜层性能优越,多年来对其研究十分活跃.为此,总结了近年来国内对铝合金、镁合金微弧氧化研究取得的成果,分析了当前国内微弧氧化技术研究的水平和现状,在此基础上对微弧氧化技术的总体发展趋势和应用前景进行了展望.     

新型节能电火花加工脉冲电源的脉冲发生器

循环叠加斩波式节能电火花加工脉冲电源的主要特点是不含有传统脉冲电源的限流电阻和多数节能脉冲电源使用的储能电感，采用功率开关管不完全导通的方法，通过对每只功率开关管的斩波电流进行循环叠加来产生电火花加工脉冲。对功率开关管进行循环叠加斩波控制时，根据各档延迟时间是最小延迟时间整数倍的特点。对脉冲发生器的逻辑进行巧妙的优化设计，可以大大节省PLD内部的资源。在该电源所选电路规格的情况下大约只占用了优化前常规方法所占资源的1／8，避免了硬件资源的浪费,降低了成本。