硅酸盐电解液中铝合金微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能

在硅酸盐电解液中利用微弧氧化方法，在LYl2铝合金上制备了陶瓷膜层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析了其形貌和相组成，测定了膜层厚度、显微硬度，并对涂层进行了耐蚀性和抗热震性研究。结果表明，涂层分为两层，外层为疏松层，内层为致密层，涂层总厚度76μm，致密层厚度50μm，硬度1500HV；涂层相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3；涂层在30℃、10%NaOH水溶液和30℃、20%Nacl水溶液中的耐蚀性极好。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中，采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加，添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道；沿陶瓷膜截面由内至外，黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深，铬的含量增加，铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成；不含添加剂陶瓷膜由y-Al2O3组成，乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体，含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。     

Na2WO4浓度对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜特性的影响

对4种不同Na2WO4浓度的ZAlSi12Cu2Mg1进行微弧氧化处理,研究浓度对微弧氧化陶瓷膜特性的影响。利用能谱仪分析陶瓷膜表面元素含量,扫描电镜观察表面形貌,同时测试膜厚、硬度和极化曲线。结果表明,随着Na2WO4浓度的升高,微弧陶瓷膜表面W元素含量由1.25%增加到3.52%;陶瓷膜表面孔洞数量减少,孔洞直径变大,表面变得平滑;陶瓷膜厚度和硬度增加,耐蚀性降低,Na2WO4的最佳添加量为2g/L。     

Na2ZrF6-KoH中微弧氧化2024铝合金陶瓷膜

为了提高2024铝合金的表面硬度和耐磨损性能,采用微弧氧化法在Na2zrF6-KOH溶液中使2024铝合金表面形成氧化物陶瓷膜.分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成.结果表明随氧化时间的增加,阴阳极电压逐渐增加,且阴极电压低于阳极电压;厚约20μm的膜可分为致密层与琉松层;相对致密均匀的膜层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的非晶相物质组成电解液所含元素zr,进入到膜层中,表明电解液组元剧烈参与微弧氧化反应;陶瓷膜的平均硬度约为16 GPa,分布在距界面10μm附近.     

Na2WO4含量对镁合金微弧氧化膜层颜色和耐蚀性的影响

目的 研究电解液中的Na2WO4含量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层的形成过程、颜色、微观结构、耐蚀性能的影响。方法 通过添加不同含量的NH4VO3和Na2WO4的碱性铝酸盐电解液体系,在AZ31B镁合金表面制备黑色的微弧氧化膜层。采用SEM、EDS分析加入不同含量的Na2WO4后膜层表面的微观形貌及元素组成,采用XRD分析物相组成,通过电化学实验表征膜层的耐腐蚀性能。结果 随着Na2WO4含量的增加,微弧氧化过程中的起弧电压下降,膜层的致密性提高,厚度呈先增加后减小的趋势。当Na2WO4的质量浓度为0.5 g/L时,膜层的厚度最大,且此时膜层表面微孔分布均匀,色度最低,耐蚀性最好,自腐蚀电位为−0.138 V,自腐蚀电流密度为2.36×10⁻⁷ A/cm²,相较于基体降低了3个数量级。结论 增加Na2WO4含量会使微弧氧化成膜过程中的电弧发生变化,适当增加Na2WO4会提高膜层的厚度,降低膜层的CIE色度,使陶瓷膜层表面的微孔分布得更加均匀致密,从而提高膜层的耐蚀性能。当Na2WO4含量过高时,会使膜层的离子浓度升高,电阻增大,介电击穿电压上升,导致膜层表面被烧蚀,耐腐蚀性能降低。     

硅酸盐体系电解液中添加剂对稀土镁合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

采用正交试验研究了稀土镁合金在硅酸盐复合电解质溶液中微弧氧化的膜层厚度、腐蚀电位和陶瓷膜表面形貌(膜层孔多少及孔径大小).结果表明,用添加不同添加剂的硅酸盐复合电解质制备的陶瓷膜可得到不同表面形貌的陶瓷层,并对耐蚀性的影响很大.稀土镁合金在硅酸盐复合电解质溶液中制备的陶瓷膜主要由Mg2SiO4、MgO、MgF2和含稀土的非定形相组成.优化的稀土镁合金硅酸盐复合电解液配方为:硅酸钠20g/L、双氧水10g/L、氟化钾15g/L、甘油10g/L.     

Na2WO4-ZnO-WO3熔盐体系的电导率

用平行四电极法研究了Na2WO4-ZnO-WO3熔盐体系在x(Na2WO4)为0.40～1.00,x(ZnO)为0～0.4,x(WO3)为0～0.50组成范围内的电导率.结果表明:体系的电导率与温度的倒数呈指数关系;体系各组元对电导率的影响规律受x(ZnO)与x(WO3)比值的控制,当该比值小于1时,用ZnO逐步替代Na2WO4将导致体系的电导率增大,用Na2WO4逐步替代WO3也将导致体系的电导率增大,用WO3逐步替代ZnO将导致体系的电导率减小;当该比值大于1时,其规律正好相反;在Na2WO4含量一定的条件下,x(ZnO)与x(WO3)的比值为1时体系的电导率最大.     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的纳米压入研究

用纳米压入法测定了LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度H和弹性模量E分布,并探讨了陶瓷氧化膜的生长机理。氧化膜的硬度和弹性模量分别为18GPa-32GPa,280GPa-390GPa。靠近膜／基体界面的氧化膜硬度和弹性模量仍然相当高。H和E沿膜深度的分布都存在一个极大值,并同膜内α-Al2O3含量变化是一致的。其形成原因在于微弧区熔融物在膜不同部位冷却速率差异较大。     

电解液参数对铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜性能的影响

在磷酸盐溶液中加入NH4VO3,通过微弧氧化工艺在6061铝合金上制得了黑色陶瓷膜,研究了NH4VO3含量、溶液温度对膜层的耐磨性、表面粗糙度、附着力、黑度、厚度的影响。结果表明：随着NH4VO3含量的增加,黑度增加、膜层沉积物附着力降低、粗糙度先减小后增大,膜层耐磨性、厚度先增大后减小;随着温度增加,粗糙度、黑度减小,膜层沉积物附着力增大,膜厚先增大后减小。当NH3VO3浓度为5—8g／l,温度为40℃时,膜层表现出较好的综合性能。     

电解液组成对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

采用电解液成分逐渐加入法,在6种电解液中对ZAlSi12Cu2Mg1试样进行微弧氧化处理,研究电解液组成对微弧氧化陶瓷膜形成的影响,寻找合适的电解液组成。结果表明：电解液组成对陶瓷膜层的厚度、粗糙度、硬度、耐磨性、膜层微观形貌及相组成的影响很大,通过调节电解液成分,可获得性能优良的陶瓷膜。适宜的电解液组成为：8g／LNaSiO3,1g／LNaOH,2g／LNa2WO4,0．5g／LNa2EDTA及10mL／L丙三醇。在此种电解液组成下,获得的陶瓷膜厚156μm,面粗糙度为259nm,显微硬度达HV891。在干摩擦条件下,经30min磨损后,其磨损仅为基体的13．29％。观察膜层微观形貌,膜层均匀致密。XRD分析表明：氧化层中含有Al、莫来石、SiO2、d．Al2O3、y-Al2O3和WO3相。     

Adhesive strength and structure of micro-arc oxidation ceramic coatings grown in-situ on LY 12 aluminum alloy

The ceramic coatings containing zirconium dioxide were grown in-situ on LY l 2 aluminium alloy by micro-arc oxidation in mixed zirconate and phosphate solution. The phase composition and morphology of the coatings were studied by XRD and SEM. The adhesive strength of ceramic coatings was assessed by thermal shock test and tensile test. The results show that the coating is composed of m-ZrOz, t-ZrO2, and a little y-Al2O3. Along the section of the coating, t-ZrO2 is more on both sides than that in the middle, while m-ZrO2 is more in the middle than that on both sides. Meantime the coating is also composed of a dense layer and a loose layer. The coating has excellent thermal shock resistance under 550 ℃ and 600 ℃. And tensile tests show the adhesive strength of the dense layer of the coating with the substrate is more than 17.5 MPa.     

瓷质氧化预处理对6061铝合金弱酸性介质中微弧氧化膜的影响

以6061铝合金为研究对象,对其在弱酸性介质中的微弧氧化膜的成分及性能进行了分析,探讨瓷质氧化预处理对微弧氧化膜的影响.结果表明:在弱酸性介质中,6061铝合金瓷质氧化预处理+微弧氧化膜的主要成分是γ-Al2 O3和α-Al2 O3,同时由于残留的瓷质氧化膜,无定型的Al2 O3也存在于氧化膜中;其厚度和硬度分别为25...     

Reaction behavior between the oxide film of LY12 aluminum alloy and the flux

In this paper, the brazing mechanism of LY12 aluminum alloy at middle range temperature was presented. The CsF-AlF3 non-corrosive flux was utilized to remove the complex oxide film on the surface of LY12 aluminum alloy. The resultsrevealed that the oxide film was removed by the improved CsF-AlF3 flux accompanied with the occurrence of reaction as well as dissolution and the compounds CsF played an important role to remove the oxide film. Actually, the high activity of flux, say,the ability to remove the oxide film, was due to the presence of the compounds, such as NH4F,NH4AlF4 and composite molten salt. The production of HF was the key issue to accelerate the reaction and enhance to eliminate the oxide film by dissolution.It was found that the rare earth element La at small percentage was not enriched at the interface. Moreover, the rare earth fluoride enhanced the dissolution behavior.     

LY12铝合金氧化膜与钎剂的反应机制

采用CsF-AlF3中温无腐蚀钎剂能够去除LY12铝合金表面复杂的氧化膜, 实现LY12铝合金的中温钎焊.研究发现: 改进的CsF-AlF3钎剂是以反应、溶解方式去除氧化膜的; 在去膜过程中, CsF化合物起主要去膜作用, 钎剂的高活性与NH4F、NH4AlF4及复合盐熔体等化合物的存在有关, 它们的存在可提高CsF-AlF3钎剂的去膜能力, 而HF的生成则是诱发和加速反应、提高溶解去膜能力的关键;微量稀土元素镧未在界面出现富集现象,微量的稀土氟化物则起着"助溶"的作用.     

Na2WO4和SiCp对2Al2铝合金微弧氧化膜的影响

在质量浓度为40 g/L的Na2SiO3,8 g/L的Na2WO4混合电解液中添加SiCp,在2A12铝合金基体上原位生长微弧氧化陶瓷膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了陶瓷膜微观形貌、元素含量、相组成,通过数字式覆层测厚仪和摩擦磨损试验检测了氧化膜的厚度和耐磨性.结果表明,Na2SiO3、Na2WO4混合电解液生长的陶瓷膜由α-Al2O3和mullite相组成,膜层较致密,Na2WO4的加入提高了膜层生长速率;添加SiC微粒后,微弧氧化过程中SiC微粒分解,促进莫来石相形成,膜层有较好的耐磨性.     

基于光纤激光的LY12铝合金焊接试验分析

在飞机制造领域,铝合金主要用于制造飞机蒙皮、梁、桁条和框架等结构.采用多模光纤激光器进行了1.4 mm厚LY12铝合金的激光焊接试验,研究了焊接工艺参数对铝合金焊缝形貌的影响规律,并对焊接接头的显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,大功率高速度连续激光焊缝的成形具有不稳定性,当功率为2 200 W,焊接速度为55 mm/s,保护气体流量为10 L/min时,可以获得成形良好且无宏观缺陷的焊接接头.接头的平均抗拉强度约为388 MPa,达到母材抗拉强度的63.98%,断裂类型为韧脆混合型断裂.     

阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4电解液中微弧氧化膜结构和耐磨性能的影响

目的 研究恒流模式下阴极电流密度对6061铝合金在含Na2WO4的电解液中制备的微弧氧化膜厚度、形貌、相组成及耐磨性能的影响。方法 固定阳极电流密度为5.0 A/dm²,阴极电流密度分别为0、1.25、2.5、3.75、5.0 A/dm²,对6061铝合金进行微弧氧化40 min。用涡流测厚仪测量了氧化膜的厚度,用扫描电镜观察了微弧氧化膜的表面形貌和截面形貌,用能谱分析仪分析了氧化膜的表面成分,用X射线衍射分析仪分析了微弧氧化膜的相组成,用往复式摩擦磨损试验机测试了氧化膜的耐磨性能。结果 随着阴极电流密度的增加,氧化膜内的W含量逐渐减少,氧化膜颜色逐渐变浅,氧化膜厚度逐渐增加。微弧氧化膜的主要组成相为α-Al2O3和γ-Al2O3。当阴极电流密度从0 A/dm²增加到3.75 A/dm²时,氧化膜内孔洞的数量和尺寸逐渐减少,孔洞到氧化膜/基体界面的距离逐渐增加,氧化膜的耐磨性能逐渐提升。当阴极电流密度为3.75 A/dm²时,氧化膜的磨损率最低,仅为1.07×10^‒4 mm³/(N.m)。但阴极电流密度增加到5.0 A/dm²时,氧化膜表层出现孔洞和剥落,耐磨性能下降。结论 阴极电流的加入有助于增加6061铝合金微弧氧化膜的厚度,提高氧化膜的致密性和耐磨性能,但过高的阴极电流会导致氧化膜表层出现孔洞,降低耐磨性能。     

纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨损等性能的影响。结果表明:TiO2或Al2O3纳米粉末的添加都使得微弧氧化陶瓷涂层的表面更加致密,使得涂层的显微硬度有明显提高。另外,因为金红石型TiO2与α-Al2O3的性能有所不同,导致添加Al2O3纳米添加剂时涂层的耐磨性能明显提高,而添加TiO2纳米添加剂时涂层的耐磨性能反而有所降低。