鋁合金微弧氧化抗磨減摩涂層制備工藝研究.pdf

1、鋁合金微弧氧化技術是通過電解液中微等離子體放電作用，使鋁合金表面形成硬質陶瓷層的一種新工藝，所形成的陶瓷膜層具有硬度高、絕緣性和耐蝕性好、與基體結合力強的優(yōu)點，是一種極具發(fā)展前途的鋁及其合金的表面處理新技術。 本課題主要采用Na2SiO3系電解液通過一系列的鋁合金微弧氧化工藝實驗，研究微弧氧化過程中陶瓷氧化膜層的生長規(guī)律，不同電解質組成和濃度對陶瓷氧化膜質量的影響。采用掃描電鏡(SEM)及x射線衍射相結構分析CXRD)陶瓷氧化膜

2、微觀形貌及膜層結構進行分析。采用銷盤式磨損試驗機研究了不同電解質組成對氧化膜的耐磨性的影響。 SEM分析表明，陶瓷氧化膜層由疏松層和致密層構成，致密層約為整個膜層厚度的2／3左右。XRD分析表明陶瓷氧化膜中主要含有γ-Al203和α-A1203晶相成分，還含有少量電解液中添加的特殊功能粒子相。 對實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析表明，隨著NaSi03濃度升高，膜層厚度會隨著增加，而膜層硬度會先增大后減小，膜層的均勻性及手感細膩程度會下

3、降，NaSi03濃度過高后，會使微弧氧化進入弧光放電區(qū)，造成弧光放電，而破壞氧化膜層。 KOH濃度的提高能顯著提高電解液的導電率，KOH濃度合適時，可以提高氧化膜層的質量，降低工作電壓，同時可使電解液成弱堿性，使氧化膜層在微弧氧化過程中便于吸附電解液中加入的特殊功能粒子，制備出具有特殊性能的氧化膜層。KOH濃度過高時，會使氧化膜層的溶解速度加快，不利于氧化膜層的生長，且會造成弧光放電而破壞氧化膜層。 隨著H2O2濃度的增

4、加，膜層厚度會隨著增加、膜層硬度先增后減，但減小的不是很顯著；與沒加H202時的試驗結果相比，添加1-1202后能顯著改善膜層質量。H202的加入能調整氧化膜中的α-A1203和γ-A1203相的相對含量，提高了高硬相α-Al2O3相的相對含量，在保證膜層韌性的同時提高了膜層的硬度，從而提高了膜層的耐磨性。 CuO的濃度增加對膜層的厚度、硬度、手感細膩程度及均勻性影響不大。但電解液中加入CuO后，所得氧化膜層中含有CuO相，Cu