负向电流密度对镁合金微弧氧化电压及陶瓷膜的影响

以恒流模式在含有硅酸钠、氟化钾、甘油、氢氧化钾的电解液中对AM50镁合金进行微弧氧化。研究了正向电流密度恒定时,负向电流密度对正向电压及陶瓷膜表面形貌、显微硬度和厚度的影响。结果表明,不同负向电流密度对应的正向电压随时间的变化都呈先快速增长后趋于稳定的变化趋势,而随负向电流密度的增大,不同负向电流密度对应的正向电压(同一时刻)呈先增加后逐渐降低的变化趋势;随负向电流密度的增大,氧化膜表面微孔数量先减少后增加,而陶瓷膜表面微孔孔径变化不大,都在1～5μm范围内;提高负向电流密度有利于增加微弧氧化陶瓷膜的硬度与厚度。     

铝合金表面微弧氧化工艺条件的研究

为了研究了起弧电压、电流密度和氧化时间等参数对铝合金陶瓷膜性能的影响.以LY12铝合金为试验材料,采用MAO240/750微弧氧化设备、TT260测厚仪和AMARY-1000B扫描电子显微镜.结果表明:起弧电压随着Na2SiO3浓度的增加而降低;在相同氧化时间内,随着电流密度的增加,陶瓷膜的厚度也显著地增加,陶瓷膜的致密层的显微硬度也在逐渐地增加,但不是呈线性增加的;在相同电流密度条件下,随着时间的增加,膜层厚度和致密层硬度非线性增加,但致密层所占比例却减小.得出结论:电流密度应该选择在5～20A/dm2的范围内,微弧氧化时间控制在3h以内时比较适宜.     

微弧氧化提高铝合金耐磨性能的研究

目的改善铝合金的综合性能,尤其是耐磨性。方法采用微弧氧化技术,在铝合金表面制备具有自润滑效果的微弧氧化陶瓷膜层。通过分析电解参数(电流密度、频级和能级)对微弧氧化陶瓷膜耐磨性的影响,以及添加剂石墨对陶瓷膜厚度、表面形貌、相组成、耐磨性和耐蚀性的影响,探索可以提高铝合金表面微弧氧化陶瓷膜综合性能的电解参数,研究石墨在铝合金微弧氧化中所起的作用。结果确定了最佳电解参数。添加剂石墨不仅降低了铝合金陶瓷膜的摩擦系数,同时也提高了铝合金的耐蚀性。结论在铝合金微弧氧化中,石墨的自润滑特性和超高的导电性促进了铝合金在微弧氧化过程中成膜反应的进行,增加了陶瓷膜层的厚度,同时对试样表面有光滑、整平的作用。     

电流密度对镁合金微弧氧化过程及氧化陶瓷膜性能的影响

在含有硅酸钠、氟化钠、甘油的电解液中以恒电流方式对镁合金进行微弧氧化。考察了电流密度对放电电压、起火时间及陶瓷膜厚度的影响。利用扫描电镜观察了在不同电流密度下形成的陶瓷膜的表面形貌；通过电化学交流阻抗测量了不同电流密度下得到的陶瓷氧化膜的耐蚀性能。结果表明：在恒电流微弧氧化过程中，依据电压．时间曲线，可简单地分为电压持续增长阶段和电压基本稳定阶段，且随着电流密度的增加，曲线斜率逐渐增大：电流密度的增大，可以降低起火时间，增加陶瓷氧化膜的厚度，但对放电电压并没有明显的影响：随着电流密度的增大，陶瓷层表面微孔数量减少．孔径增大，呈现出的熔融状态更为明显；陶瓷氧化膜的耐蚀性随着电流密度的升高呈现先增强后减弱的趋势。     

阴阳极电流密度比对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜特性的影响

在硅酸钠、六偏磷酸钠复合电解液中,采用微弧氧化技术在7075铝合金表面原位生长出氧化铝陶瓷膜,研究了阴/阳极电流密度比对陶瓷膜厚度、表面及截面形貌、相组成及耐蚀性等的影响。结果表明:陶瓷膜的厚度、微观形貌、相组成及含量与阳极电流密度和阴阳极电流密度比密切相关,7075铝合金经微弧氧化处理后腐蚀电流密度降低2~4个数量级,耐腐蚀性能大幅提高。     

电流密度对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

采用恒流控制模式在Na2SiO3电解液体系下制得6061铝合金微弧氧化膜,研究了电流密度对微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响。为了提高膜层性能采用了一种新的电流模式,并与恒流条件下的陶瓷层显微结构和耐腐蚀性进行了比较。结果表明,随着电流密度的不断增大,陶瓷膜的厚度、表面粗糙度也随之增大,耐腐蚀性能逐渐降低,硬度则呈现先增大后减小的趋势,膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,采用新的电流模式得到的陶瓷膜显微裂纹明显减少,耐腐蚀性明显提高。     

铝合金表面微弧氧化涂层制备工艺设计

用微弧氧化技术对铝合金表面进行强化处理,利用正交试验设计优化试验方案,按五因素(Na2SiO3浓度、KOH浓度、H3BO3浓度、H2O2浓度、微弧氧化电压)、四水平得到正交表,合理安排微弧氧化试验,达到优化微弧氧化工艺条件的目的;并用综合平衡法评价各因素对陶瓷膜硬度和厚度影响的主次顺序和可能最优水平.结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度和厚度受各因素水平的影响显著,其中Na2SiO3的浓度对陶瓷膜硬度和厚度两指标的影响最大;在最优工艺条件下(Na2SiO3浓度6 g/L、H3BO3浓度1.5 g/L、KOH浓度0.5 g/L、H2O2浓度X4、微弧氧化电压340 V),陶瓷膜致密层硬度达到1 700 HV,膜层总厚度约200 μm.     

电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响

研究了电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响规律。分析了微弧氧化电压规律;通过SEM观察了氧化膜表面微观形貌;检测了氧化膜硬度、厚度。结果表明,随电流密度增加,氧化电压升高;氧化膜表面微孔数量减少,孔径增大;氧化膜厚度先升高后保持稳定;膜层硬度升高;当电流密度为30 A/dm2时,获得的氧化膜具备较好的综合性能。     

氧化时间对 ZA 43 合金微弧氧化膜摩擦磨损性能的影响

目的研究ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的摩擦磨损特性随氧化时间的变化规律。方法制备微弧氧化时间不同的ZA43合金微弧氧化陶瓷膜样品,采用球-盘磨损方法进行摩擦磨损实验,分析陶瓷膜磨损前后的形貌、物相组成及元素组成,测试膜层厚度和显微硬度。结果陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。随着氧化时间的延长,陶瓷膜厚度和平均硬度逐渐增大。在干摩擦条件下,陶瓷膜的摩擦系数和磨损失重随氧化时间的延长而降低。结论随着氧化时间的延长,ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性逐渐提高,其磨损机制以磨粒磨损为主。     

阳极电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

在相同电解液条件下,采用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备陶瓷膜,考察了阳极电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜生长速率和膜层密度的影响,利用电子扫描电镜观察了陶瓷膜的表面形貌.结果显示,随着阳极电流密度的增加,陶瓷膜生长速率加快,陶瓷膜微孔尺寸增大,陶瓷膜密度受电流密度和微弧氧化时间双重因素的影响.     

纯铝微弧氧化陶瓷膜组织及耐腐蚀性能

利用微弧氧化技术,在碱性硅酸盐电解液中对纯铝进行表面改性处理,制备均匀致密的陶瓷膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化陶瓷膜表面形貌及横截面组织结构,利用纳米压入硬度测试仪测量陶瓷膜的显微硬度和杨氏模量的分布,运用电化学方法测量陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜的表面硬度高达25.3GPa,纳米硬度和杨氏模量在陶瓷膜的横截面分布相似,从膜基结合处向膜层表面呈下降趋势。从极化曲线中的腐蚀电势和腐蚀电流来看,微弧氧化处理后,纯铝的抗腐蚀能力得到很大的提高。     

添加剂对镁合金微弧氧化的影响

为了解添加剂对镁合金微弧氧化陶瓷膜的成膜速度及微观组织结构的影响,用自制的微弧氧化实验装置对AZ91D压铸镁合金进行了微弧氧化,并用SEM、XRD分析其微观组织结构.结果表明,在槽液中添加Al复合化合物使起弧电压和稳态电压降低,氧化陶瓷膜的生成速度增加、硬度增大,膜层致密性提高,陶瓷膜中的晶胞以垂直于基底面的方式生长,陶瓷氧化膜中主要存在的相有Al2O3、MgAl2O4和MgO.但当含Al复合化合物的质量分数在30%以上时,其致密性和硬度反而下降.     

微弧氧化过程中电流和电压变化规律的探讨

根据微弧氧化过程中的一些现象,研究和分析了微弧氧化过程中电压和电流的变化规律以及微弧产生的机理。结果表明,微弧氧化过程中,电压是影响微弧氧化的主要因素之一,电压不能过高,否则将造成陶瓷膜的破坏。电流值在微弧氧化过程中的各个阶段相异,微弧氧化过程具有明显的阶段性。它可以初步分为始氧化膜形成阶段、微弧诱发阶段和平衡氧化阶段。     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12 A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能。结果显示:随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能。     

植酸对纯镁超声微弧氧化层防护性能的影响

针对纯镁超声微弧氧化贯穿性孔隙问题,采用植酸对微弧氧化层进行转化处理,探讨对氧化层的防护性影响。利用扫描电镜(SEM)研究植酸处理前后氧化层的形貌,并借助能谱分析仪(EDAX)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)以及电化学腐蚀工作站等检测手段分析植酸处理前后氧化层的化学成分、官能团构成、耐腐蚀性能等,并对植酸成膜机理进行研究。结果表明:随着植酸浓度的增加,超声微弧氧化层孔隙量减少,更加致密均匀,覆盖度提高,表面富含磷酸基和羟基。其中植酸处理浓度为7.5g/L时为最佳,其膜层C、P元素含量最高,Mg元素含量最低,氧化层的自腐蚀电位正移最大,自腐蚀电流密度下降,氧化层的防护性能最好。     

微弧氧化工艺及封孔处理对镁合金耐蚀性能的影响

为寻求在低成本下获得高性能镁合金防护膜的方法,采用直流低压微弧氧化工艺,在硅酸盐体系中添加抑弧剂抑弧以获得均匀的膜层,并对随后获得的微弧氧化陶瓷膜进行封闭处理.通过形貌分析及腐蚀析氢的方法研究了膜层的耐蚀性能及腐蚀特征,结果表明:在低电流密度下适当延长微弧氧化时间,可获得更为致密的陶瓷膜层,抗腐蚀性能更好.碳酸盐封孔处理可使膜层的致密层变厚,并进一步强化膜层的致密度;能保证基体完全不受腐蚀的时间显著延长,并在较长时间内使膜层的抗腐蚀性能明显提高.     

Structure and tensile／wear properties of microarc oxidation ceramic coatings on aluminium alloy

Thick and hard ceramic coatings were prepared on the Al-Cu-Mg alloy by microarc oxidation in alkali-silicate electrolytic solution. The thickness and microhardness of the oxide coatings were measured. The influence of current density on the growth rate of the coating was examined. The rnicrostructure and phase composition of the coatings were investigated by means of scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction. Moreover, the tensile strength of the AI alloy before and after microarc oxidation treatment were tested, and the fractography and morphology of the oxide coatings were observed using scanning electron microscope. It is found that the current density considerably influences the growth rate of the microarc oxidation coatings. The oxide coating is mainly composed of α-Al2 O3 and γ-Al2O3, while high content of Si is observed in the superficial layer of the coating. The cross-section microhardness of 120μm thick coating reaches the maximum at distance of 35μm from the substrate/coating interface. The tensile strength and elongation of the coated AI alloy significantly decrease with increasing coating thickness. The rnicroarc oxidation coatings greatly improve the wear resistance of AI alloy, but have high friction coefficient which changes in the range of 0.7-0.8. Under grease lubricating, friction coefficient is only 0. 15 and wear loss is less than 1/10 of the loss under dry friction.     

LC4超硬铝合金微弧氧化膜电化学腐蚀特性

用微弧氧化方法在LC4超硬铝合金表面获得较厚的氧化膜,测定了氧化膜的生长曲线及电流密度变化,并用电化学方法测定不同厚度膜的极化曲线,采用零电阻技术测量3.5%NaCl溶液中LC4铝合金-铜电偶对电偶腐蚀情况.用扫描电镜观察合金基体和微弧氧化膜的腐蚀形貌.经过微弧氧化处理后,LC4超硬铝的腐蚀电流密度比基体降低几个数量级,腐蚀电位上升,耐腐蚀性能得到很大提高,但膜超过一定厚度时腐蚀电流密度反而有所升高.较厚的微弧氧化膜大幅度降低了LC4/Cu电偶对的电偶电流,电偶电位正向移动.     

镁合金等离子体微弧氧化膜层研究

研究了镁合金AZ31在磷酸盐和硅酸盐两种不同的溶液体系下生成氧化膜的性质,比较了多种因素,特别是负电压对于生成氧化膜的影响;并且通过X射线衍射(XRD)等方式分别确定了两种不同溶液条件下氧化膜的成分.结果表明:较低的负电压有利于氧化膜的生长,延缓二次放电现象的发生.在我们得到的氧化膜中,最主要的成分为高温相的MgO,不同于以往条件下得到的普通相MgO氧化膜,能提高镁合金的一部分性能.     

EIS study of a self-repairing microarc oxidation coating

The self-repairing microarc oxidation (MAO) coating consisting of a bottom nanocrystalline layer covered by a top conversion ceramic coating was fabricated on 2024 Al alloy by a duplex process with surface mechanical attrition (SMAT) prior to microarc MAO treatment. A 20 μm thick nanocrystalline layer with average grain size of 52.8 nm was fabricated by SMAT, and on which covered by a top MAO coating of 5 μm. The self-repairing property caused by the formation of a dense passive film at the damaged regions contacting the bottom nanocrystalline layer enhances the corrosion reisitance of the SMAT-MAO coating.