铝合金微弧氧化工艺起始温度对陶瓷层性能作用研究

作者:王永路;路亚娟;王婷;沈晓 刊名:现代商贸工业 上传者:沈理

【摘要】主要研究了铝合金微弧氧化工艺起始温度对陶瓷层厚度、电流密度、耐腐蚀性等性能的影响。

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NO.21,2011 现代商贸工业 Modern Business Trade Industry 2011年第 21期 铝合金微弧氧化工艺 起始温度对陶瓷层性能作用研究 王 永 路 亚娟 王 婷 沈 晓 (河南平高电气股份有限公司,河南 平顶山 467001) 摘 要:主要研究了铝合金微弧氧化工艺起始温度对陶瓷层厚度、电流密度、耐腐蚀性等性能的影响。 关键词:铝合金微弧氧化;起始温度;厚度;电流密度;耐腐蚀性 中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1672—3198(2011)21—0330—02 微弧氧化(MA0)处理是存铝、镁等轻合金表面生成一 层金属自身氧化物的陶瓷层 。它突破了传统阳极氧化和化 学氧化的局限,利用高压放 电产生的等离子体强化作用在 基体表面获得硬度大于 3000 HV、厚度 100—300·m、绝缘 电阻大于 100 Mn、与基体冶金结合、绝缘性能良好的陶瓷 层 。但是,微弧氧化过程复杂 ,影响因素很多。影响陶瓷层 质量的不仅是材料本身的性质 ,很大程度上取决于工艺。 因此,对微弧氧化工艺的研究有着十分重要的意义 我们 以铝质材料作为研究对象,主要研究铝微弧氧化工艺中起 始温度对电学参量、陶瓷层的厚度、表面粗糙度、相组成以 及微结构等膜层特征的影响 1 试验 1.1 基材准备 ‘ 微弧氧化不需酸洗 、活化等复杂的前处理过程 ,其具体 工艺流程为:机械打磨一超声波清洗一丙酮擦洗一酒精擦 洗一去离子水清洗一表面陶瓷化一 自来水冲洗一干燥 。 基体材料为 YI 12,试片尺寸:15×l5×5mm,按照以上 工艺进行前处理。 1.2 实验方案 在保证时间、电压参数一定 的条件下改变起始温度进 行试验 。对所得试样进行各项性能的检测,将检测结果进 行比较 ,分析不同起始温度对成膜质量的影响。 1.3 检测方法 对微弧氧化 陶瓷膜性能的研究主要包括:膜层的厚度 (采用 CTG—lO型涡流测厚仪测量)、抗腐蚀性能(用浓度 为 3.5wt 的 NaC1溶液测量)、膜层表 面及断面形貌(用 xJG一05型大型金相显微镜 观察)、表 面粗糙度 (用英 国 Rank Taylor Hobson公司生产的 Talysurf 5P一120型表面 形貌仪测量)、表面相组成(用 日本理学 D/MAX—rB型 X— ray衍射仪进行 X—ray衍射分析)以及微弧氧化过程中电 流密度等。 2 结果与讨论 2.1 起始温度对膜厚的影响 c 图 1为起始温度对膜厚的影响。 图中显示 ,随着电解液起始温度的升高,膜层厚度出现 了先增加后减小在增加 的复杂变化趋势,分别在 4O℃和 50Z:时取得最大值和最小值。对于稳定较低时温度增加引 图 1 起的膜厚增大,可以归因于离子活性的增强,而温度较高时 引起膜厚的变化的因素较多,需结合膜层生长机理细细讨 论 。 2.2 起始温度对电流密度、抗腐蚀性的影响 图 2为起始温度对电流密度的影响。 图 2 从图中可以看出,2O℃时稳定 电流起伏程度小,但总体 超过了最佳稳定 电流最大值;30℃和 40℃时电流在 22rain 前可保持在最佳电流范围内,但 22min后电流变大,不在稳 定;只有当温度在 5O℃和 6O℃时,稳定电流才能长期保持在 最佳范围内。 结合电流变化分析不同起始温度下试样的极化曲线, 当温度小于等于 5O℃时,腐蚀电位随着温度的增高而升高, 腐蚀电流也逐渐降低;当起始温度上升到

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