电流密度对稀土镁合金膜层性能的影响

在相同的工艺条件下,采用微弧氧化处理稀土镁合金,分析电流密度对稀土镁合金表面陶瓷膜层的厚度、硬度、绝缘性,以及耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:随着电流密度的增加,生成膜层的厚度和硬度均呈现增加的趋势,但绝缘性和耐腐蚀性能却呈现抛物线的变化规律。     

工艺参数对镁合金微弧氧化陶瓷膜色度的影响

通过正交试验获得适合于镁合金表面微弧氧化深色陶瓷膜处理的新型溶液配方,进而研究了不同工艺参数对陶瓷膜色度的影响;利用XES,XPS对陶瓷膜成分、结构进行分析,探讨了不同色度陶瓷膜层显色机理.结果表明,在N1-N2-C-N3体系中膜层色度随浓度、电压、电流密度、温度增加而变深.当浓度比为50：15：3：5,55：30：4：20时可获绿色和棕色系列膜层.电压在350～450 V,电流密度2.7～8 A/dm2,温度35～45℃时可获得色度均匀、光滑的深色理想膜层,但电压、电流密度过大、温度过高会导致膜层质量不高.膜层色度变化主要是由膜层中钒的氧化物含量不同所致.     

不同NaOH浓度对TC4钛合金微弧氧化的影响

在磷酸盐体系中采用不同浓度NaOH对TC4钛合金进行微弧氧化处理,在其表面制得陶瓷膜层,利用扫描电镜对膜层形貌结构进行分析,并在20%H2SO4溶液中作腐蚀实验。结果表明,陶瓷膜层与基体结合良好,表面呈微孔形貌,与基体相比,硬度及耐腐蚀性得到提高,NaOH浓度对陶瓷层的影响不是线性关系,浓度太高或太低都将影响微弧氧化的处理效果。通过实验比较得出NaOH浓度为1g/L维护氧化处理后的效果较好,生成的陶瓷膜表面光滑平整,且处理后的试样硬度较好。     

搅拌摩擦加工对AM60B镁合金高温摩擦磨损性能的影响

在不同的旋转速度和进给速度下对AM60B镁合金进行搅拌摩擦加工(FSP),研究FSP对AM60B镁合金微观组织和硬度的影响;研究搅拌摩擦加工之后的AM60B镁合金在不同温度下的摩擦磨损性能,并分析其磨损机制。结构表征结果表明:FSP使AM60B镁合金搅拌区的晶粒细化,热机影响区的晶粒再结晶,热影响区的晶粒变长;随着旋转速度的升高晶粒尺寸增大。摩擦磨损试验结果表明:随着试验温度的升高,FSP处理试样的磨损率增大,摩擦因数增大;1 600 r/min、200 mm/min下的FSP处理试样,在25℃时的磨损率是母材的70%,200℃时的磨损率为母材的95%;25℃下,AM60B镁合金的磨损机制为磨粒磨损和轻微的剥层磨损,FSP处理试样的磨损机制主要是磨粒磨损,而100和200℃下,AM60B镁合金和FSP处理试样磨损机制均为严重的剥层磨损;200℃下,进给速度为200 mm/min,旋转速度为2 400 r/min时,试样表面磨损最严重,进给速度为300 mm/min,旋转速度为2 000 r/min时,试样表面磨损最轻,这可能是由于FSP引起了镁合金的硬度变化,从而影响了耐磨性的变化。     

AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化配方的优化

微弧氧化是一种先进的表面处理工艺。该技术具有工艺简单、清洁无污染、膜层均匀致密，材料适应性宽等特点，得到的微弧氧化膜既具备普通阳极氧化膜的性能，又兼有陶瓷喷涂层的优点，突破了传统的阳极氧化技术，是镁合金阳极氧化的重点发展方向，其中工艺参数特别是电解液的组成和浓度对微弧氧化膜结构和性能影响方面的研究具有极其重要的作用。本文采用4因素3水平的正交实验，从考察耐腐蚀性、膜层厚度和致密性出发，确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化电解液的优选配方，并研究了在此配方条件下生成微弧氧化陶瓷膜的微观形貌和相结构。     

超临界CO2流体微细电铸扩散传质过程建模与数值分析

以微结构特征为分析对象,建立金属镍离子和多物质离子扩散传质的数学模型,利用MAT-LAB软件对所建模型进行数值模拟,分析电流密度、深宽比对微结构内部物质离子浓度的影响,同时对超临界CO2流体金属镍铸层的表面形貌和显微硬度进行研究和探讨。结果表明:在一定的深宽比和电流密度条件下,随着时间的推移,镍离子扩散传质过程逐渐趋于稳态;微结构流体的特征是自上而下,氢氧根离子浓度和氢氧化镍离子浓度逐渐递增,而氢离子浓度持续降低,镍离子浓度和硫酸根离子浓度变化不明显;深宽比大的微结构应在小电流密度条件下进行电铸,温度为323K、压力为10MPa、电流密度为5A/dm2时,超临界CO2流体电铸方法制备的镍铸层晶粒细小、组织致密,铸层的显微硬度达到701.2HV,与传统电铸相比有大幅度提高。     

AZ91D镁合金微弧氧化低能耗的电解质配方研究

利用自制微弧氧化装置在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用多重正交试验,从考察膜层厚度、单位能耗和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在铝酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明:在最佳电解质配方下,处理过程工作电压约在120 V,电流密度可以低到0.5 A/dm2,生长1 μm陶瓷涂层的单位面积能耗仅为456 W/(m2·μm).微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO和MgAl2O4组成;处理后AZ91D镁合金样品的腐蚀电流密度为0.014 μA/cm2,比未处理合金降低了接近3个数量级.     

镁合金防腐涂层的研究

为解决镁合金在工程应用过程中的腐蚀问题,按照工况条件制作了镁合金试验件,并在试验件上分别制备了微弧氧化电泳层和微弧氧化电泳有机涂层。通过试样的盐雾试验和静载试验,得出下述结论:微弧氧化电泳层在不被破坏的前提下,可以保护镁合金不受腐蚀;但在工况条件下,由于过盈配合等原因,不可避免地会破坏微弧电泳层,导致镁合金腐蚀。研究表明,在微弧氧化电泳层上制备有机涂层,既能有效保证微弧氧化电泳层不被破坏,又可在实际工况条件下保护镁合金不受腐蚀。     

硅酸盐体系中添加剂对微弧氧化陶瓷膜层的影响

在硅酸盐体系中,不同的添加剂KCrO3、KMnO4、KClO3、H2O2、Na2WO4等对铸造铝合金微弧氧化生成陶瓷膜的厚度、硬度、致密度有不同的影响。用光学显微镜、显微硬度计等仪器对陶瓷膜分析,结果表明:在其他条件相同情况下,陶瓷膜层随着添加剂的氧化性增强膜层厚度增加,硬度和致密度降低。     

镁合金微弧氧化过程中熄弧方式对膜层性能的影响

在镁合金微弧氧化过程中存在一种气体持续燃烧,造成工件失效、报废的现象。为了解决这一问题进行了氧化过程中电弧控制的研究。自然熄弧和强制熄弧是电弧熄灭的两种方式,比较了两种电孤的现象,并讨论了两种熄弧状态下得到的微弧氧化陶瓷层的性能。结果表明：自然熄弧状态下得到的陶瓷膜粗糙,表面有孔洞,导致工件失效;强制熄弧状态得到的膜层表面光滑,陶瓷膜与基体结合紧密。     

Evolution of residual stresses in micro-arc oxidation ceramic coatings on 6061 Al alloy

Most researches on micro-arc oxidation mainly focus on the application rather than discovering the evolution of residual stresses. However, residual stresses in the surface coatings of structural components have adverse effects on their properties, such as fatigue life, dimensional stability and corrosion resistance, etc. The micro-arc oxidation ceramic coatings are produced on the surfaces of 6061 aluminum alloy by a homemade asymmetric AC type of micro-arc oxidation equipment of 20 kW. A constant current density of 4.4___0.1 A/dm2 and a self-regulated composite electrolyte are used. The micro-arc oxidation treatment period ranges from 10 min to 40 min, and the thickness of the ceramic coatings is more than 20 Bin. Residual stresses attributed to 7-A1203 constituent in the coatings at different micro-arc oxidation periods are analyzed by an X-ray diffractometer using the sin2~u method. The analysis results show that the residual stress in the ceramic coatings is compressive in nature, and it increases first and then decreases with micro-arc oxidation time increase. The maximum stress value is 1 667_＋20 MPa for period of 20 min. Through analyzing the coating thickness, surface morphology and phase composition, it is found that the residual stress in the ceramic coatings is linked closely with the coating growth, the phase composition and the micro cracks formed. It is also found that both the heat treatment and the ultrasonic action release remarkably the residual compressive stress. The heat treatment makes the residual compressive stress value decrease 1 378 MPa. The ultrasonic action even alters the nature of the residual stress, making the residual compressive stress change into a residual tensile stress.     

脉冲频率对钛合金微弧氧化膜的影响

采用交流微弧氧化法于NazSiO3和Na3PO4的混合溶液中,在Ti6Al4V钛合金表面制备了氧化物陶瓷膜;研究了脉冲频率对氧化膜厚度、表面形貌、物相组成和耐腐蚀性能的影响.结果表明:随着脉冲频率的增高,氧化膜的厚度逐渐减小,氧化膜表面的孔径尺寸减小,微孔数量逐渐增多;氧化膜主要由锐钛矿相和金红石相两种TiO2组成,当脉冲频率低于500 Hz时,频率对氧化膜各相含量的影响不明显;当脉冲频率超过500 Hz时,随着频率的增高,氧化膜中金红石相TiO2的含量稍有增加;表面覆盖氧化膜的Ti6Al4V钛合金在30%硫酸中的耐腐蚀性能比表面未覆盖氧化膜的有明显提高.     

镁合金表面再制造AlCoTi非晶涂层组织及力学性能研究

采用高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面制备了高非晶含量AlCoTi涂层,研究了涂层显微组织、力学性能、摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明,涂层呈典型的层状结构,其结构紧凑,与镁合金基体结合良好,孔隙率约为1.63%。涂层的组织主要由非晶相、纳米结构的α-Al和Al3Ti相组成。相比于AZ91镁合金,AlCoTi非晶涂层具有更高的显微硬度和耐磨性能：涂层的显微硬度约为511.3Hv0.1,远高于AZ91镁合金(62Hv0.1);在相同的磨损条件下,非晶涂层相对耐磨性约为晶体结构AZ91镁合金的3.9倍,其主要磨损机制为脆性剥落。在0.6 mol/L NaCl溶液中,非晶涂层自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别为-0.696V、0.741 8μA/cm²和33 660?·cm²,明显优于AZ91镁合金的-1.392V、769.3μA/cm²和1 914?·cm²。通过对镁合金表面不同防护涂层的电化学腐蚀性能和显微硬度比较分析,本研究为镁合金提供一种低成本、高性能的涂层材料及再制造关键技术。     

强流脉冲电子束处理对GW103K镁合金表面微观结构和性能的影响

采用强流脉冲电子束(HCPEB)对GW103K镁合金进行表面处理,研究了不同脉冲次数(5次,15次)处理后合金的表面微观结构、硬度和耐腐蚀性能。结果表明:经HCPEB处理后,GW103K镁合金表面存在大量火山坑、收缩针孔和孪晶,原始组织中的β-Mg5(Gd,Y)颗粒基本溶解在基体中;15次脉冲HCPEB处理后合金的表面形貌和化学成分比5次脉冲HCPEB处理后的更均匀;随着HCPEB脉冲次数由5次增加到15次,合金表面重熔层的厚度由约7.67μm增加到约13.70μm;HCPEB处理后距表面50~250μm处的显微硬度均高于基体的,且均在距表面约70μm处达到最大;在质量分数3.5%NaCl溶液中,经5次脉冲HCPEB处理后合金的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好,这与钆、钇的溶解以及表面残余压应力有关。     

Dry sliding wear behaviour of plasma electrolytic oxidation coated AZ91 cast magnesium alloy

A cast AZ91 magnesium alloy was plasma electrolytic oxidation (PEO) coated using a pulsed unipolar power source in a silicate based electrolyte. Constant processing conditions for two different durations were chosen to obtain coatings of 10 and 20 μm thickness. The dry sliding wear studies performed on this alloy with and without PEO coatings against an AISI 52100 steel ball counterpart showed that the PEO coating improved the wear resistance. The thickness of the PEO coating was found to be highly influential in imparting the wear resistance to this alloy, especially in conditions involving higher contact stresses.     

镁合金表面化学镀镍-磷合金稳定剂的选用

研究了KI、KIO3、PbAc2、KIO3+PbAc2和KIO3+硫脲五种稳定剂对镁合金表面化学镀镍-磷合金镀液的稳定性、镀层的表面形貌及性能的影响,并优选出适合于镁合金表面化学镀镍、磷合金镀层的最佳稳定剂。结果表明:随着稳定剂的加入,镀液的稳定性得到了改善,但不同种类稳定剂对镀液的稳定效果不同;二元复合稳定剂所得镀层的表面形貌、质量优于单一稳定剂的;根据镀层的性能,确定出KIO3+硫脲稳定剂是本试验条件下的最佳稳定剂。     

2Al2铝合金微弧氧化膜性能研究

采用Na2 WO4和Na2SO3电解液对2Al2铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化陶瓷膜表面形貌、截面组织、显微硬度及耐磨性等性能.结果表明,微弧氧化表面处理可以在2Al2铝合金表面形成致密并与基体结合良好的陶瓷膜,Na2WO4溶液浓度对陶瓷膜颜色、表面形貌、致密度和显微硬度都有影响,但对于陶瓷膜成膜厚度没有显著影响....