AZ31鎂合金原位生長耐磨陶瓷膜層研究.pdf

1、鎂合金是結(jié)構(gòu)材料中最輕的金屬，但其硬度和塑性剪切抗力較低，導(dǎo)致其摩擦磨損性能較差，大大限制了其在航空航天及其他領(lǐng)域的應(yīng)用空間，因此，有必要對鎂合金進行表面改性以提高其摩擦磨損性能。本文針對提高鎂合金的耐磨性能，利用微弧氧化技術(shù)在AZ31鎂合金表面原位生長耐磨氧化陶瓷膜，并系統(tǒng)分析了氧化陶瓷膜的結(jié)構(gòu)和摩擦磨損性能及其與電解液體系、工藝參數(shù)、摻雜改性劑之間的關(guān)系，為AZ31鎂合金的推廣和使用提供了理論依據(jù)。
　　采用XRD、EDS、S

2、EM等測試手段，對氧化膜的相組成、元素組成及其在厚度方向上的分布進行分析，并觀察膜層形貌和磨痕形貌；采用表面粗糙度輪廓儀對氧化膜表面粗糙度及磨痕輪廓進行分析；采用納米壓痕測量系統(tǒng)對膜層的表面硬度進行分析；采用球-盤式摩擦磨損試驗機對氧化膜的摩擦系數(shù)進行分析；并采用往復(fù)式摩擦磨損試驗機研究膜層的磨損壽命和磨損率。
　　研究表明，最佳電解液體系為：硅酸鈉10g/L、氫氧化鈉5g/L、鎢酸鈉1.5g/L、檸檬酸鈉1g/L；最佳電參數(shù)為：

3、電流密度7A/dm2、頻率500Hz、占空比10％、反應(yīng)時間300s；膜層厚度為14μm；相組成為方鎂石MgO和硅鎂尖晶石Mg2SiO4；納米硬度為2.56GPa；摩擦系數(shù)為0.2329；體積磨損率為9.098×10-6mm3/Nm。
　　為了進一步提高氧化膜的摩擦磨損性能，研究 K2Cr2O7和 Na2B4O7摻雜對膜層摩擦磨損性能的影響，結(jié)果表明：K2Cr2O7摻雜膜層的耐磨性能較優(yōu)，摻雜濃度為0.5g/L，制備膜層在底載荷下