鎂合金微弧氧化中局部燒蝕現(xiàn)象及其解決方案研究.pdf

1、微弧氧化是一種新興起的材料表面處理方法，是在陽極氧化的基礎上發(fā)展起來的一項高新技術。其原理是通過電參數(shù)和電解液的匹配調(diào)整，在陽極表面產(chǎn)生微區(qū)弧光放電原位生長出一層陶瓷膜。在鎂合金微弧氧化過程中存在一種氣體持續(xù)燃燒現(xiàn)象，一旦這種局部燒蝕現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生將會燒蝕鎂合金基體，造成處理工件報廢。這成為限制鎂合金應用的最關鍵性問題。 本文以鎂合金AZ91D為研究材料，觀察了鎂合金試樣和鎂合金摩托車輪轂在進行微弧氧化處理過程中出現(xiàn)的局部燒蝕現(xiàn)象

2、，通過大量不同工藝條件下的試驗和觀察，進行了鎂合金微弧氧化溶液和電參數(shù)優(yōu)化。研究表明：當電解液配方為：Na2SiO313g/L、KF12g/L、NaOH4g/L，脈沖頻率700Hz，占空比20％時，能夠有效的抑制局部燒蝕現(xiàn)象的發(fā)生。為了解決這種局部燒蝕問題進行了氧化過程中電弧控制的研究。自然熄弧和強制熄弧是電弧熄滅的兩種方式，比較了兩種電弧的現(xiàn)象，并討論了兩種熄弧狀態(tài)下得到的微弧氧化陶瓷層的性能。結果表明：自然熄弧狀態(tài)下得到的陶瓷膜粗糙

3、，表面有孔洞，導致工件失效；強制熄弧狀態(tài)得到的膜層表面光滑，陶瓷膜與基體結合緊密。 研究表明，微弧氧化過程可分為陽極氧化、微弧氧化、大弧放電三個階段。微弧氧化膜層主要相組成為MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4，主要元素為O、Mg、Al、Si、F。鎂合金微弧氧化過程實質是單個微區(qū)放電的累計效果，鎂合金試樣放入電解液中，通電后表面立即生成一層很薄且透明的絕緣膜，與電解液接觸的氣泡在強電壓下被擊穿，擊穿時電子碰撞的能量將使這部分氣

4、體離解，等離子體產(chǎn)生，有氣體放電現(xiàn)象，發(fā)生一系列的高溫反應，生成陶瓷膜層。 為了研究鎂合金微弧氧化需要什么樣的電源形式，在直流脈動、交流脈動和帶放電回路的三種電源形式下對鎂合金進行微弧氧化實驗。研究發(fā)現(xiàn)：直流脈動形式下進行微弧氧化會產(chǎn)生連續(xù)弧燒損試樣；交流脈動形式由于負脈沖的存在能夠抑制連續(xù)弧的產(chǎn)生，但是由于負電壓的存在生成的膜層表面有大量的附著物，膜層粗糙；帶放電回路的電源形式設計原理為在正脈沖過后再在負載兩端增加一放電回路，