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。     

铝合金接触网零部件表面的微弧氧化处理

为探索更适合接触网铝合金零部件的表面处理技术,通过中性盐雾腐蚀、酸性全浸泡腐蚀试验以及极化曲线测量对比分析了铸造铝合金基体、阳极氧化膜层、微弧氧化膜层的耐蚀性。结果表明:处理后的铝合金耐腐蚀性得到了较大的提高,且微弧氧化膜比阳极氧化膜表现出了更加优异的耐腐蚀性能;微弧氧化膜层致密且孔隙率低的显微结构是其表现出好的耐腐蚀性的主要原因。     

对金属表面有机氟涂层的一点认识

本文主要研究了在钢磷化基体和铝合金微弧氧化基体上涂覆聚四覆乙烯的工艺过程、质量欠佳的原因和一些力学性能。我们可以观察得到,对于同一涂覆层数,铝合金微弧氧化基体上的涂层厚度要远大于钢磷化基体上涂层的厚度。用压痕法测定涂层的维氏硬度,我们可以得出,随着涂覆层数的增多,涂层的硬度逐步减小,塑韧性增强。而对于同一涂覆层数,钢磷化基体上覆塑料涂层硬度要大于铝合金微弧氧化基体上的涂层硬度[1]。     

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.     

电流密度对铝合金微弧氧化膜的生长及结合力的影响

为了进一步探讨微弧氧化主要参数电流密度对铝合金微弧氧化膜的影响机理,先用微弧氧化技术在LY12硬铝合金上获得陶瓷层,然后考察电流密度对陶瓷膜厚度及其与基体结合强度的影响,再利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)分析了氧化膜的形貌和组织结构,通过划痕试验和冲击试验研究了氧化膜与基体的结合力.结果表明,随着电流密度的增大,陶瓷氧化膜及其致密层的增长速度均加快,但有一个极限值,氧化膜的临界载荷降低,致密层所占比例也逐渐降低.XPS谱图证明,微弧氧化膜表面疏松层主要由γ-Al2O3,α-Al2O3和Al-Si-O相组成,致密层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成.铝合金表面生成氧化膜后,随着膜厚度的增加,冲击韧性逐渐减低,基体断裂后,氧化膜没有发生剥落,表面出现大量微裂纹.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的结构和性能

分析了LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌、组成和结构,研究了氧化膜的硬度、与基体的结合强度以及在油润滑和干摩擦这两种条件下的摩擦学行为.结果表明,铝合金微弧氧化膜可分为疏松层和致密层,疏松层由α-Al2O3、γ-Al2O3以及Al-Si-O相组成,致密层由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,致密层中α-Al2O3的含量远远高于疏松层.从表层到基体,微弧氧化膜的断面显微硬度先增大后减 小.微弧氧化膜与铝合金基体结合紧密.随着膜厚度的增加,氧化膜的临界载荷线性增加.氧化膜具有优良的抗磨性能,油润滑条件下的摩擦系数仅为干摩擦下的1/10.     

7075铝合金微弧氧化的工艺优选

对铝合金表面进行微弧氧化能提高其硬度、耐磨性及与基体的结合力,但目前对Al-Zn-Mg系铝合金的微弧氧化研究较少.对7075铝合金进行了微弧氧化处理,研究了阴/阳电流密度、正/负占空比、频率和氧化时间等微弧氧化工艺参数对膜层厚度和显微硬度的影响.采用扫描电镜观察了微弧氧化层的形貌;采用X射线衍射仪分析了微弧氧化膜的相组成;采用测厚仪、硬度仪测试微弧氧化膜层的厚度及硬度;采用极化曲线法分析了微弧氧化膜的耐蚀性;最后分析了优化工艺参数下微弧氧化对7075铝合金力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:最佳微孤氧化工艺为阳极电流密度10 A/dm2、阴/阳极电流密度比0.7,正占空比15％,负占空比10％,频率300Hz,氧化时间45 min,此工艺下制备的微弧氧化陶瓷层硬度达1 080 HV1N,膜层厚31.1 μm;微弧氧化对合金力学性能的影响较小,但可以极大地提高合金的硬度和耐蚀性能.     

铝合金黄色微弧氧化膜的制备及其性能

目前,铝合金微弧氧化膜色泽单一,多为白色,影响了其装饰性和在光学仪器方面的应用.为此,以高锰酸钾为着色剂,通过控制电解液的组成及其浓度,在铝合金表面原位生成了黄色微弧氧化膜.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析、观察了氧化膜层的相结构和表面形貌.结果表明:陶瓷膜层致密,与基体结合紧密;膜层主要组成相为Al,Al2O3,Mn5O8,Mn3O4,MnWO4;黄色陶瓷膜色泽稳定,较铝合金基体腐蚀电位有所提高.     

基于划痕试验的超硬铝7A04微弧氧化膜基结合力的测试与评定

目前基于划痕试验法的金属防护层与基体结合力的研究大多是针对微弧氧化膜外的其他硬质膜层,且鲜有验证性试验.采用微弧氧化技术在7A04超硬铝合金表面成功制备出陶瓷膜层并观察了其微观形貌,利用WS-2005膜层附着力自动划痕仪在膜层上进行了划痕试验,采集了声发射信号,利用数显材料显微镜观察声发射图谱特征声信号峰对应划痕处的微观形貌,检测了划痕附近膜层显微硬度,判定了干扰信号,对膜基结合力进行了综合分析和评定.结果表明:7A04铝合金微弧氧化陶瓷膜层表面呈“火山喷射口”层叠状,划痕试验中膜层破坏仅发生在划痕内部,划痕周围没有发生大面积崩落,膜层与基体间结合力良好.