有色金属表面微弧氧化膜层封孔技术研究进展

从微弧氧化后处理封孔技术及微弧氧化自封孔技术两方面归纳了近年来国内外有色金属表面微弧氧化膜层封孔技术的发展情况,分析了各种微弧氧化封孔技术的特点,总结了各种封孔技术在有色金属表面处理中的应用,指出了微弧氧化封孔技术未来的研究方向.     

铝材微弧氧化功率与表面粗糙度的关系

在实际工业应用中,对不同的产品表面粗糙度有不同的要求,因此,在利用表面处理技术对产品进行表面处理时,其对产品表面粗糙度的影响成为必须考虑的因素.采用微弧氧化技术,以LY12铝合金为试验样品,通过改变不同的微弧氧化功率,制备相应的铝合金陶瓷膜,分别对陶瓷膜进行SEM分析及表面粗糙度测量,得出铝合金陶瓷膜表面粗糙度随微弧氧化功率的变化曲线,研究了氧化功率对铝合金陶瓷膜表面粗糙度的影响.结果表明:微弧氧化功率对铝合金陶瓷膜表面粗糙度的影响非常明显,随着微弧氧化功率的提高,陶瓷膜粗糙度随之增大.并从机理方面进一步做了分析.     

等离子体微弧氧化技术及其发展

等离子体微弧氧化技术是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜层的材料表面改性技术.详细介绍了等离子体微弧氧化技术的发展历史和研究现状,以及应用微弧氧化技术制备陶瓷膜的基本原理和制备方法,对微弧氧化技术的特点及应用进行了总结,并阐述了微弧氧化技术的研究动态和存在的问题.     

摩托车轮毂镁合金微弧氧化工艺

微弧氧化技术试验研究多,但大型生产应用较少.为此,以大面积镁合金轮毂为例,探讨了镁合金微弧氧化的实际应用,并对镁合金轮毂微弧氧化的工艺参数进行了优化,对膜层的质量进行检测.结果证明:微孤氧化用于镁合金轮毂表面处理效果较好,对大面积镁合金表面处理有着重要的参考价值.     

微弧氧化技术在铝合金腐蚀防护中的应用研究与发展

随着轻型合金技术的发展,铝合金被广泛应用于船舶舰艇、装甲装备等领域,但随之带来的腐蚀问题不容小觑.资料显示,我国铝合金舰船的维修费用有近一半用于修复海水腐蚀损坏.铝合金微弧氧化是一种表面处理技术,兴起于上个世纪下半叶,通过在铝合金表面生成陶瓷层,能起到较好的防腐效果,同时对工件结构包容性大,在处理复杂零部件时有特殊优势.铝合金经微弧氧化处理,能在表面原位生成以α-Al2 O3和γ-Al2 O3为主要成分的陶瓷层,具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐磨性;但由于微弧氧化发生时,会产生瞬时高温高压,击穿原有自然氧化膜,在表面形成放电通道,因此微弧氧化膜层有大量孔洞.为提高微弧氧化膜层综合性能,更好地发挥腐蚀防护作用,学者们对微弧氧化过程以及膜层质量进行了大量研究.影响其质量的因素大致可概括为四个方面:电解液、电参数、氧化时间和添加剂.一般来说,电解液和添加剂对铝合金微弧氧化膜层成分有直接影响,合理使用添加剂对改善膜层表面孔隙率有积极意义,尤其是纳米颗粒添加剂,发挥第二相弥散强化作用,能有效提高膜层强度和硬度;而电参数和氧化时间对成膜效率、膜层厚度以及相结构都有影响,各种因素相互关联制约,共同影响微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀效果和综合性能.以美国为代表的发达国家从上世纪七十年代起就开始在工业中使用铝合金微弧氧化技术,俄罗斯对微弧氧化的理论研究比较深入,处于国际领先地位.但是微弧氧化过程瞬间完成,同时涉及到化学、电化学、等离子体等反应,机理十分复杂,至今仍没有统一的模型能够完美解释整个过程.我国对铝合金微弧氧化技术的研究始于上世纪九十年代,在理论积累以及工程应用领域均取得了一定成果,尤其是在一些小型铝合金工件的微弧氧化技术上,工艺流程已较为成熟.本文归纳了铝合金微弧氧化膜层腐蚀防护机理,对影响铝合金微弧氧化膜层防腐性能的因素进行了梳理讨论,并对铝合金微弧氧化技术发展中的问题和前景进行了总结和展望,以期为研究人员的进一步研究提供参考.     

医用多孔NiTi合金表面微弧氧化改性研究

为解决多孔Ni Ti合金耐蚀性降低和Ni离子释放量增大而引起的使用安全性问题.本文采用微弧氧化技术对医用多孔Ni Ti合金进行表面改性处理,研究结果表明,微弧氧化处理并未改变多孔Ni Ti合金原有的孔隙结构和孔隙率,只在其外表面和孔隙内表面均形成了典型的微弧氧化多孔涂层.该涂层主要由氧化铝相组成,并含有少量的Ti和Ni元素,且外表面涂层的Ti和Ni含量要略低于孔隙内表面涂层.微弧氧化涂层提高了多孔Ni Ti合金的表面接触角,将原有的亲水表面转变成了疏水表面.经微弧处理后,多孔Ni Ti合金的耐蚀性较基体提高了1个数量级以上,Ni离子释放量也较基体降低了1个数量级以上.     

表面纳米化-微弧氧化复合涂层对铝合金拉伸性能影响机制研究

通过表面机械研磨处理(SMAT)在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化(SNC)过渡层,再采用微弧氧化(MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化(SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了表面纳米化、微弧氧化及纳米化-微弧氧化复合处理对基体铝合金拉伸性能的影响。结果表明,微弧氧化处理使基体铝合金的屈服强度和抗拉强度减小,而纳米化-微弧氧化复合处理则增加了基体铝合金的屈服强度和抗拉强度。在拉伸伸长率8%的条件下,相同厚度的纳米化-微弧氧化复合涂层比微弧氧化涂层具有更好的抗拉伸破坏能力,表现出更好的膜基结合性能。     

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％.     

微弧氧化对车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜的耐腐蚀性能,采用微弧氧化的方法对其表面进行加强,并测试研究了微弧氧化前后磷酸盐转化膜的组织和耐腐蚀性能.结果表明:磷酸盐转化膜经过微弧氧化增强处理后得到了尺寸更小的微孔,提高了整体膜的致密度并获得更平整表面.微弧氧化后膜内形成了新的MoSi2相,对膜表面微孔形成填充状态,使孔隙率明显减小.在磷酸盐转化膜表面进行微弧氧化处理会对其实现有效的增强.经过微弧氧化处理后粗糙度明显降低.对磷酸盐转化膜进行微弧氧化后再进行浸泡处理没有出现膜腐蚀情况,对基体也实现了良好覆盖状态.随浸泡时间延长,膜腐蚀速率表现出先增高后降低又增高的变化规律.     

TiAl合金微弧氧化陶瓷层高温特性的研究

为提高TiAl合金的抗高温氧化性能,采用微弧氧化技术,对TiAl合金表面生成的微弧氧化陶瓷层在高温循环氧化条件下的氧化动力学进行了研究.结果表明,经过微弧氧化处理试样的高温氧化动力学曲线呈抛物线规律,其表面的陶瓷氧化膜具有保护性;微弧氧化后TiAl合金的使用温度可提高到1000 ℃;微弧氧化陶瓷层中的SiO2能有效抑制Al2TiO5在高温下的分解,从而改善了TiAl合金的抗高温氧化性.     

钛合金表面微弧氧化技术的研究

微弧氧化是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨、耐蚀、耐高温以及电绝缘性能优异的陶瓷膜层.介绍了微弧氧化技术的基本原理、钛合金微弧氧化的发展及现状,并提出了钛合金表面微弧氧化技术发展的新思路.     

Nb-Si基合金高温抗氧化研究进展

Nb-Si基合金具有适中的密度和超高的使用温度,是下一代发动机叶片及高温热端部件的有力竞争者之一,但Nb-Si基合金的高温抗氧化性能不足限制了其应用。主要综述了合金化和硅化物涂层在Nb-Si基合金中的研究进展。在此基础上着重综述了掺杂不同合金元素对Nb-Si基合金中硅化物、抗氧化相和氧化膜的影响,包括提升硅化物相高温氧化能力、促进Al2O3和Cr2Nb形成以阻碍氧原子扩散、通过稀土元素形成黏附性特别高的氧化物以防止氧化层脱落等方面。除此之外,综述了硅化物涂层(MoSi2和NbSi2)的研究进展,包括可通过降低硼硅酸盐的黏度和致密的SiO2薄膜提高Nb-Si基合金的抗氧化性能,并介绍了元素改性硅化物涂层提升SiO2流动性的效果。最后,对该方向的研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

镁及其合金表面防护性涂层国外研究进展

综述了近年来国外镁及其合金表面防护性涂层的研究进展,其中包括化学转化涂层、阳极氧化膜层、镀层(电镀、化学镀)、扩散膜层、激光表面合金改性层、气相沉积层及有机涂层等在镁合金基体上的应用情况,分析了其各自的利弊,并对镁合金表面防护技术的发展方向进行了展望.     

不同应变率下MgAlZnY合金的拉伸性能与断口研究

利用材料试验机开展了室温拉伸实验,在0.001,0.1,0.6s-1不同应变率下,研究了Mg3Al1Zn2Y,Mg3Al2Zn2Y与Mg3Al6Zn2Y合金流动应力的应变率敏感性,其大小为Mg3Al2Zn2YMg3Al1Zn2YMg3Al6Zn2Y。基于分形理论和计算机图像处理技术,结合扫描电镜分析,研究了合金断裂特征,结果表明:合金在不同应变率拉伸下的断口分形行为显著,分形维数可将断口的韧脆性与形貌特征联系起来,分形维数越大,合金塑性相对越好,合金越倾向于延性断裂,断口形貌也越复杂;三种合金断裂特性的应变率敏感性大小为Mg3Al2Zn2YMg3Al6Zn2YMg3Al1Zn2Y,且表现出正负不同的应变率效应。     

铝合金钴盐无铬化学转化技术的发展现状及展望

传统的铝合金铬酸盐化学转化毒性大,对人体和环境有伤害。钴盐转化处理是一项无铬转化新技术,可以替代六价铬转化技术,应用前景广阔。介绍了钴盐无铬化学转化技术发展概况、成膜机理、工艺沿革、转化膜组成和结构,提出了新型钴盐无铬转化技术应在三价钴配体、协同金属离子、促进剂、水溶性有机物等方面进行深入研究,以优化槽液的使用性能,提高转化膜的耐腐蚀性和附着力。     

镁合金表面植酸转化膜的研究进展

植酸是从谷类作物中提取的无毒有机磷酸化合物,由于它可迅速与Ca2+,Mg2+,Fe2+和Zn2+等金属离子结合形成螯合物,因此可用于金属的防护。植酸转化膜是一种环境友好型的镁合金表面处理方法,综述了镁合金表面植酸转化膜的研究进展。     

镁合金表面水滑石膜耐蚀性研究进展

镁合金由于具有优异的性能受到研究者的关注和重视,但易腐蚀的特性严重制约了其工程应用,故需采取合适的手段增强其耐蚀性。水滑石膜具有良好的离子交换性及物理屏障作用,近年来在镁合金表面改性方面逐步得到发展。介绍了多种镁合金表面水滑石膜层的制备工艺及其成膜原理,初步探讨了其在腐蚀环境下的耐蚀机制,并详述了几种进一步提高水滑石膜质量的改性方法及原理,展望了未来研究的工作重点和发展方向。     

Solid-state additive manufacturing and repairing by cold spraying: A review

High-performance metal additive manufacturing (AM) has been extensively investigated in recent years because of its unique advantages over traditional manufacturing processes. AM has been applied to form complex components of Ti, Fe or Ni alloys. However, for other nonferrous alloys such as Al alloys, Mg alloys and Cu alloys, AM may not be appropriate because of its melting nature during processing by laser, electron beam, and/or arc. Cold spraying (CS) has been widely accepted as a promising solid-state coating technique in last decade for its mass production of high-quality metals and alloys, and/or metal matrix composites coatings. It is now recognized as a useful and powerful tool for AM, but the related research work has just started. This review summarized the literature on the state-of-the-art and problems for CS as an AM and repairing technique.     

铝合金微弧氧化技术的研究进展

微弧氧化技术是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术,所生成的陶瓷膜与基体的结合力好,具有优良的力学性能.综述了铝合金微弧氧化技术的基本原理以及沉积工艺和基材成分对成膜机理的影响、配方和供电方式对微弧氧化工艺的影响、微弧氧化膜力学和耐蚀性能,并展望了该技术的发展方向.     

钛合金表面耐磨润滑微弧氧化膜的研究进展

综述了钛合金微弧氧化膜的摩擦学性能研究以及提高膜层耐磨性能和润滑性能所采用的方法,旨在对改善钛合金微弧氧化膜摩擦学性能的研究现状有一个系统全面的认识,并在此基础上展望了未来钛合金微弧氧化膜摩擦学研究的发展趋势和方向。