镁合金微弧氧化膜的耐蚀性及其在腐蚀介质下的磨损行为

在硅酸盐电解液体系中,采用电流密度为40mA/cm2的脉冲电流模式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在其表面获得均匀的陶瓷膜层。随后对膜层的形貌、耐腐蚀性及其在腐蚀介质下的摩擦磨损行为进行了研究;结果表明:微弧氧化膜具有双层结构(疏松层和致密层),表面均匀,局部有裂纹;微弧氧化处理提高了镁合金的耐腐蚀性,经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位升高了94mV;在腐蚀环境下,膜层的耐磨性会降低,膜层磨损的机理随载荷大小不同而改变,小载荷时主要是磨粒磨损,高载荷时主要是结合力破坏而导致的剥层磨损。     

电解液对ZL101铝合金微弧氧化膜层性能的影响

为了提高铸铝合金的使用寿命,在接触网ZL101A铸铝合金件上制备了微弧氧化膜层,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验、电化学试验等,研究了不同电解液对微弧氧化膜层性能的影响。结果表明:电解液为硅酸盐时,膜层有较好的耐磨性和耐腐蚀性。     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAlO2+H3PO4Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面.通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响.所得到的膜层摩擦系数鄱比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响.从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短.在NaAlO2+H3PO4体系中寿命较长.膜层厚度越厚,耐磨性越好.     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAlO2+H3PO4,Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面。通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响。所得到的膜层摩擦系数都比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响。从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短,在NaAlO2+H3PO4体系中寿命较长。膜层厚度越厚,耐磨性越好。     

电流密度对铸造铝合金微弧氧化膜微观结构及性能的影响

为了进一步提高高铁接触网铸造铝合金的硬度、耐磨性及耐腐蚀性,在硅酸盐体系中以不同的电流密度对ZL101铸造铝合金进行微弧氧化。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学测量系统、摩擦磨损试验等研究了微弧氧化膜的微观结构与性能。结果表明:电流密度对微弧氧化膜层的结构与性能有着较大的影响,在最佳范围30~35 A/dm~2内,随着电流密度的增加,膜的硬度提高,耐蚀性与耐磨性也不断提高;电流密度过小时,膜层太薄,耐蚀性差,耐磨性与硬度小;电流密度过大时,膜层表面粗糙且会出现较多微裂纹而影响涂层性能。     

LY12铝合金微弧氧化膜在海水中的摩擦学性能

为了提高铝合金在海水中的耐磨性,对LY12铝合金进行微弧氧化,采用扫描电镜、X射线衍射仪观察微弧氧化膜形貌并分析其成分;采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜在人造海水中的摩擦学性能。结果表明:LY12铝合金表面的微弧氧化膜由致密内层和疏松外层组成,在人造海水中微弧氧化膜的摩擦系数比LY12铝合金的低,摩擦磨损达到稳定状态后,前者的平均摩擦系数约为后者的1/3,微弧氧化膜能有效提高LY12铝合金在海水中的耐磨性。     

TC4钛合金微弧阳极氧化膜层结构与性能的研究

基于钛合金微弧阳极氧化膜具有的耐磨性和抗蚀性,以便更好地发挥其作用,研究了硫酸型溶液中钛合金微弧阳极氧化膜厚度与电压、电流、时间的关系和除膜工艺.用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球盘摩擦试验机等分析了膜层的形貌、结构、组成以及膜层的硬度、耐蚀性和摩擦磨损性能.结果表明,获得的由锐钛矿型TiO2和少量金红石型TiO2组成的厚为3.5～11.0 μm的膜层均匀、致密、稳定,显微硬度、耐30%硫酸腐蚀能力、摩擦系数分别比基体提高70%,50%,100%,磨损率则为基体的1/10;除膜液对基体的渗氢量约为80 mg/L.膜层具有良好的防蚀、耐磨性能.     

TiO2-PTFE对6063铝合金微弧氧化膜层的影响

为了探究TiO₂和聚四氟乙烯(PTFE)对6063铝合金微弧氧化膜层的影响,在Na₂SiO₃基础电解液中添加TiO₂和PTFE固体纳米微粒,采用微弧氧化技术(MAO)在6063铝合金上制备了微弧氧化复合膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究了微弧氧化陶瓷膜层的形貌、相组成、元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明：加入4 g/L TiO₂和10 mg/L PTFE制成复合添加剂制备的复合膜层其表面孔径尺寸明显降低,膜层厚度增加,结构致密;摩擦系数由0.9降到0.5,耐磨性最好;电化学试验测得复合膜层的自腐蚀电位最大,为-0.18 V;自腐蚀电流密度最小,为1.09×10^-8 A/cm²。     

氧化时间对钛合金钻杆微弧氧化膜层结构和性能的影响

采用脉冲直流微弧氧化方法在钛合金钻杆表面制备了不同氧化时间下的TiO_2陶瓷膜层,用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球盘摩擦试验机及电化学工作站等分析了膜层的形貌、结构、组成以及膜层的硬度、摩擦磨损性能和耐蚀性。结果表明,随着氧化时间的延长,膜层的厚度增加,但膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性先增加后降低。经不同氧化时间处理后,膜层的相结构主要由金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2组成,此外还含有少量的Al2TiO5晶体和SiO_2非晶态。微观形貌分析表明,随着氧化时间延长,膜层表面粗糙度延长。在本实验条件下,当氧化时间为40min时,微弧氧化膜层的综合性能较好。     

添加剂对TiAl合金微弧氧化膜耐磨性的影响

研究了硅酸盐溶液中柠檬酸钠、钨酸钠、石墨等添加剂对陶瓷层形成过程和微弧氧化层摩擦磨损性能的影响.实验结果表明,柠檬酸钠能降低氧化过程的起弧电压,减缓反应速度,使微弧氧化膜更加致密;加入石墨能降低膜层的摩擦系数,起到润滑作用;随着电解液中钨酸钠含量的增加,氧化膜的耐磨性提高.     

LY12铝合金微弧氧化膜的生长过程

为了进一步了解铝合金微弧氧化膜的生长状况、生长过程和机理,在硅酸盐体系中,采用恒流法对LY12铝合金分别进行了5,10,30,45,75,120 min的微弧氧化处理.采用扫描电镜和电化学阻抗谱对氧化膜进行了分析.结果表明:随着氧化时间的延长,氧化膜明显变得粗糙,膜内孔道被填补;随着膜层厚度的增加,反应后期氧化膜分为内外2层,表层疏松,内层致密;电化学阻抗谱由双容抗形转变为拉长的半圆弧,反应电阻增加,电化学过程由活化过程转变为扩散过程控制,氧化膜对基体的保护性能增强.     

不同表面处理工艺压铸镁合金涂层耐蚀性研究

为了研究不同表面处理工艺下压铸镁合金涂层的抗腐蚀性能,通过浸泡腐蚀和电化学腐蚀的方法,比较了微弧氧化和无铬化学氧化等表面处理试样的耐蚀性.结果表明,无铬化学氧化和微弧氧化处理能显著提高镁合金表面耐蚀性,而以微弧氧化处理更优;且两种处理方法覆盖层对孔洞、裂纹不敏感.根据交流阻抗图谱,拟合得到了微弧氧化、无铬化学氧化和未处理三种试样电化学腐蚀时体系的等效电路,拟合结果与实测结果吻合.XRD分析表明这两种处理方法得到的覆盖层中主体相均为Mg3Al2Si3O12等含硅的尖晶石型氧化物和Mg0.36Al2.44O4、MgAl2O4等不含硅的镁、铝复合氧化物,有利于提高镁合金耐蚀性.     

2024铝合金微弧氧化涂层的耐磨性能

为了提高2024铝合金的耐磨性,对其进行微弧氧化。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的微观组织结构和物相组成;采用高速往复摩擦磨损试验机对2024铝合金微弧氧化涂层在不同载荷下的磨损性能进行了研究,并采用白光三维形貌仪进行磨损形貌分析及磨损体积计算。结果表明:2024铝合金微弧氧化涂层是一种微孔结构,涂层相主要成分为α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3,且Al_2O_3具有高硬度、耐磨损的优良特性,有利于提高铝合金的耐磨损性能;微弧氧化涂层的摩擦系数随着载荷的增加而减小,而磨损量随载荷的增加而增加,磨损机理为磨粒磨损。     

闭孔泡沫铝微弧氧化及其性能研究

泡沫铝作为一种新型功能材料,由于具有特殊的多孔结构和优异的力学性能引起了越来越多学者的关注。本工作采用微弧氧化的方法,对闭孔泡沫铝进行不同时间和电压的微弧氧化处理。采用扫描电镜观察不同电压下微弧氧化后Al2O3陶瓷膜的表面微观形貌;采用X射线衍射仪对氧化膜进行物相分析;采用电化学工作站分析微弧氧化后涂层的耐腐蚀性能;采用万能试验机对氧化后的闭孔泡沫铝进行准静态压缩实验,分析不同氧化电压和时间对其力学性能的影响。实验结果表明,微弧氧化后泡沫铝的腐蚀速度明显下降;随着氧化时间的延长,泡沫铝的力学性能也会相应提高。     

反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

在K₂ZrF 电解液体系中, 利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜. 结果表明, 膜层主要由t-ZrO₂、m-ZrO₂组成, 还含有少量的γ-Al₂O₃和KZr₂(PO₄)₃. 随着反应时间的延长, 膜层晶相物质的含量增多; 膜层表面粗糙度增大, 致密性提高; 膜层的厚度近似线性增加, 硬度增大, 耐腐蚀性提高, 抗热震性减弱. 磨损实验表明, 带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高, 铝合金的摩擦系数约为膜层的2/3, 随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高, 摩擦系数减小.     

微弧氧化时间对AZ61镁合金陶瓷膜形貌及性能的影响

用现有的微弧氧化方法制备的镁合金陶瓷膜厚度有限,且属于多孔结构。采用电流密度0.4 A/dm2,在AZ61镁合金表面制备了陶瓷膜;研究了不同微弧氧化时间(30,50,70,90,120,160 m in)对陶瓷膜微观性能的影响。结果表明:在电流密度一定的条件下,处理时间对陶瓷膜微观组织和性能有着较大的影响,随氧化时间延长,阳极电压、陶瓷膜厚度和粗糙度增大;孔隙率先增大后减小,最大值出现在70 m in时,陶瓷膜表面熔融物颗粒和孔隙尺寸增大且分布不均;50 m in时陶瓷膜耐蚀性最好。     

Preparation of bioceramic films containing hydroxyapatites on Ti-6Al-4V alloy surfaces by the micro-arc oxidation technique

The bioceramic films containing hydroxyapatite (HAP) were synthesized on Ti-6Al-4V alloy surfaces using the micro-arc oxidation technique. The influences of electric current density and treating time of micro-arc oxidation on the phase behavior of the bioceramic films were studied. XRD and SEM were utilized to characterize the phase formation and surface morphologies of the bioceramic films. The results revealed that electric current density and micro-arc oxidation time were two important factors for the formation of HAP, and the micro-arc oxidation films were composed of HAP, TiO₂, and Ca₃(PO₄)₂.     

微弧氧化处理对多孔Ti-15Mo合金显微结构、耐磨性和耐蚀性的影响

在铝酸盐电解液中对多孔Ti-15Mo舍金进行微弧氧化表面改性.利用SEM和XRD研究多孔舍金微弧氧化涂层的显微结构和相组成.采用显微硬度计、动电位极化曲线和球-盘摩擦磨损仪分析微弧氧化处理对多孔Ti-15Mo合金硬度、耐蚀性和耐磨性的影响.结果表明,微弧氧化处理未改变多孔Ti-15Mo合金原有的孔隙率和孔径,在合金表面和孔隙内壁呈现典型的粗糙多孔微弧氧化形貌.微弧氧化涂层主要由金红石TiO2和Al2TiO5相组成.经微弧氧化处理后,多孔Ti-15Mo合金的表面显微硬度提高了32％,摩擦系数降低了近50％,磨损率大幅度下降,磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损.微弧氧化处理后多孔Ti-15Mo合金的耐蚀性较基体提高了近1个数量级,微弧氧化陶瓷涂层的保护效率高达90.78％.     

The Overcoat Oil Lubrication of Microarc Oxidation Coating on Al Alloy by Liquid Plasma Technique

Ceramic coatings were deposited on 2Al2 alloy with a 100 kW micro-arc oxidation equipment consisting of a potential adjustable ac power supply and alkali electrolyte. The structure of the micro-arc oxidiation coatings was examined using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The tribological properties of the coatings sliding against steel under the drop and adsorption lubrication of liquid paraffin were evaluated with a Timken tester. The lower friction coefficient of 0.14 and longer wear life of 2450 m of overcoat were observed for the polished micro-arc oxidation coating of 180μm thick at a sliding speed 2. 50 m/s and load 1500 N. This is because the coating has an interlayer of suitable porosity and thickness, which helps to improve the deposition of lubricants and endure the higher load. In other words, the oil is able to adsorb in the porous holes of the overcoat and provided the lubrication of micro reservoir during friction, and the compact and relatively hard interlayer of oxidation coating is able to support heavy load and prevent the oil lubricating film from damage.