鋁合金硬質(zhì)陽極氧化及氧化膜生長規(guī)律的研究.pdf

1、2024鋁合金作為鋁-銅-鎂合金是硬鋁中應(yīng)用最廣的一種高強度航空鋁合金，且是硬質(zhì)陽極氧化中常用的一種材料，但由于其含銅量高，在氧化時易產(chǎn)生燒損和粉化；同時現(xiàn)階段應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)較成熟的硬質(zhì)陽極氧化工藝均在低溫下進行，需制冷設(shè)備控溫，能源浪費大，增加了生產(chǎn)的成本，因此在常溫下獲得高質(zhì)量鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜技術(shù)受到企業(yè)的青睞。
　　本文以2024鋁合金為主要的研究材料，研究其常溫下的硬質(zhì)陽極氧化工藝，通過顯微硬度測試、SEM、EDS及X

2、RD對氧化膜進行分析和性能表征。以硫酸為基礎(chǔ)電解液，加入有機酸改性，通過正交實驗及單因素實驗研究了電解液組分對氧化膜性能的影響，得到電解液配方：硫酸10％（體積分數(shù)），草酸30g/L，酒石酸30~40g/L；采用恒流法直流疊加脈沖陽極氧化，可在2024鋁合金表面得到硬度350HV、膜厚50μm的氧化膜。在優(yōu)化后的電解液基礎(chǔ)上進行氧化工藝的優(yōu)化，當(dāng)電流密度2A/dm2，氧化時間50min、脈沖頻率25Hz、脈沖占空比70%、脈沖幅值25%

3、時，得到硬度360HV、膜厚55μm的氧化膜。
　　本文還研究電參數(shù)（電流密度、脈沖占空比，脈沖幅值和脈沖頻率）和電解液體系對氧化膜生長規(guī)律的影響，得到無論對于單一硫酸體系、三酸體系還是加入導(dǎo)電鹽的三酸體系，氧化過程中膜層厚度向基材內(nèi)生長總是大于向外生長，向內(nèi)生長的厚度占膜層總厚度的51%～65%，電參數(shù)變化對氧化膜的生長規(guī)律沒有明顯影響，氧化膜的生長規(guī)律可為實際零件加工公差尺寸的設(shè)計提供參考。
　　此外，通過比較沸水封閉、