氧化时间对微弧氧化膜电接触微动磨损行为的影响

目的研究不同氧化时间的铝合金表面微弧氧化涂层在电接触条件下的微动磨损行为,并探讨其磨损机理。方法通过控制氧化时间(10、20、30、40、50、60、70 min),在铝合金表面制备不同表面状态的微弧氧化涂层,并利用四线接触法研究其在电接触条件下接触电阻的变化,通过分析摩擦系数、F-D曲线、磨损形貌、三维轮廓及磨痕化学成分来揭示其微动磨损机理。结果电接触微动磨损下,氧化不同时间形成的微弧氧化涂层在相同电接触微动磨损条件下的耐磨性存在明显差异,进而影响其电接触行为。氧化10 min时,涂层磨损最严重,磨损区域的涂层迅速失效,从而导致铝合金基体外露,接触电阻骤降至零;氧化50 min时,涂层厚度最大,具有良好的耐磨性,缓减了接触电阻的衰减,接触电阻曲线在衰减过程中受到磨斑表面裂纹的影响而产生波动。结论氧化时间会影响微弧氧化膜表面形貌、粗糙度以及厚度,对其在电接触条件下的微动磨损行为影响较大。     

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为。结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅值为80μm时,TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层磨损量均较小,而摩擦系数大且波动大;位移幅值为150μm时,两者磨损量出现不同程度的增大,而摩擦系数略有下降且趋于平稳;与TC4钛合金基体相比,微弧氧化陶瓷层的平均摩擦系数小,磨损轮廓浅,且磨损量仅为钛合金基体的70%。微弧氧化陶瓷涂层能够保护钛合金基体表面,有效改善TC4钛合金耐磨性。     

TC21钛合金微弧氧化涂层微动磨损行为研究

采用球盘接触形式,在50 μm和150 μm位移振幅条件下,研究了载荷(60 N、40 N和20 N)对TC21钛合金及其表面微弧氧化(PEO)涂层切向微动磨损性能的影响。结果显示,随着位移振幅的增大和载荷的减小,TC21钛合金和PEO涂层的微动区域均由部分滑移区向滑移区转变。在部分滑移区,两种材料沿微动方向的磨痕宽度随载荷的减小而减小。虽均未出现明显的材料损失,但TC21钛合金边缘微滑区存在微裂纹的萌生和扩展,其程度随载荷的减小而加重,而微动对PEO涂层只起到了平滑作用。在滑移区,两种材料的磨痕宽度随载荷的减小而增大,且均存在局部磨损。磨损程度随振幅的增大和载荷的减小而加深。其中,PEO涂层的最大磨痕深度小于TC21钛合金,显示出更好的抗微动磨损性能。     

不同体系下铸造铝合金微弧氧化膜层的耐磨性能研究

采用自制微弧氧化设备分别在铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐体系中对铸造铝合金进行微弧氧化L9(34)正交试验,得到三种体系下的最优试样,再对基体和最优试样在相同条件下进行摩擦磨损试验.结果表明:在外界条件相同时,经微弧氧化处理后的试样耐磨性能和基体相比有显著的提高;且在铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐体系中经微弧氧化处理的试样的耐磨性依次减弱.     

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。     

铝合金A356微弧氧化电解液配方的优化

利用扫描电镜（SEM）、表面粗糙度测量仪等分析手段,研究了铝合金A356微弧氧化电解液配方对膜层性能的影响规律,优化了电解液配方：主电解质NaOH的质量浓度为4g／L及Na2SiO3的质量浓度为14g／L,添加剂KF的质量浓度为6g／L。KF对膜层性能有很大的改善,随着KF的加入,耐蚀时间从28．7min增大至36min,粗糙度从0．9μm减少到0．55μm。     

氧化时间对ZL205A铝合金微弧氧化膜层的影响

在硅酸钠体系溶液中,研究了不同氧化时间对ZL_20_5A铝合金表面微弧氧化层表面形貌、厚度、元素分布及相组成的影响。结果表明,随氧化时间的增加,氧化膜表面微孔数量减少、孔径增大,膜层厚度不断增大;膜层中的Al、Si元素略有变化,O、P元素变化并不明显;氧化膜主要由α-Al_2O_3和Mullite(Al_6Si_2O_(13))组成,随着氧化时间的增加,膜层中的α-Al_2O_3和Mullite相含量不断提高,Mullite相主要由阳极反应中生成的Si O_2及Al_2O_3共同作用而产生。     

微弧氧化处理TC4表面微动磨损性能研究

利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬度陶瓷涂层,研究其表面抗微动磨损性能。结果显示陶瓷涂层主晶相为Al2TiO5相,硬度不均匀,由结合层向表面呈现先增高后降低的趋势,最高硬度达1150 HV0.05,远高于钛合金基体的硬度。微动磨损试验结果表明,陶瓷层的致密层起到主要防护作用。磨损初期阶段,疏松层脱落、细化、堆积同时伴随摩擦副较为严重的磨损;稳定阶段为滑动磨损,致密层磨损轻微,摩擦副磨损严重,钛合金磨屑由摩擦副向致密层转移。     

7A52铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

利用微弧氧化技术在7A52装甲铝合金表面原位生成了陶瓷层,通过SEM、XRD等手段分析了陶瓷层的表面形貌和物相组成,并在MS-T3000往复式摩擦磨损试验机上考察了陶瓷层在干摩擦条件下的摩擦学行为,分析了陶瓷层的磨损失效机制.结果表明,徼弧氧化陶瓷层由α-Al2O3和γ-Al2O3陶瓷相组成,高硬度的陶瓷层提高了7A52铝合金表面接触载荷承载能力和耐磨性,耐磨性最大提高幅度达到了100倍以上.陶瓷层的磨损机制以磨粒磨损失效为主.     

6061铝合金微弧氧化着色工艺研究

采用微弧氧化工艺对6061铝合金手柄表面进行处理,研究了电解液的成分及浓度、微弧氧化电参数对氧化膜耐磨性和颜色的影响.结果表明:随着氧化时间和电流密度的增加,膜层与基体的结合强度增大,但电流密度过大会烧蚀膜层;在电解液中添加KMnO_4可以获得黑色陶瓷膜,添加Na_2 WO_4可制备黄色陶瓷膜;改变电解液成分及浓度、微...     

2A12铝合金在两种体系中微弧氧化膜层的磨损性能研究

目的比较两种不同溶液体系中铝合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法以2A12铝合金为研究对象,通过微弧氧化技术,制备了在两种体系中的微弧氧化膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机,研究了两种不同溶液体系中的微弧氧化膜层的形貌、厚度、硬度和磨损性能的差异。结果锆盐体系中膜层的生长速率较磷酸盐中的更大。锆盐和磷酸盐体系中膜层的硬度分别为1050HV和1250HV。锆盐体系的膜层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、c-ZrO_2和少量的t-ZrO_2组成,磷酸盐体系膜层的主要成分是α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3。锆盐体系中,450 V电压下膜层的摩擦系数为0.425,500 V电压下膜层的摩擦系数为0.375;磷酸盐体系中,450 V电压下膜层的摩擦系数为0.328,500 V电压下膜层的摩擦系数为0.325。结论锆盐膜层的摩擦系数总体大于磷酸盐膜层。在磨损过程中,被磨掉的GCr15材料填充到膜层的凹坑中。两种溶液体系下,膜层在高电压下表现出更小的摩擦系数。磨损起始阶段为磨粒磨损,稳定阶段为粘着磨损。     

2024铝合金微弧氧化/TiC复合膜的制备及耐磨性能

在含有TiC微粒的硅酸盐体系电解液中对2024铝合金进行微弧氧化处理,制备含有TiC成分的复合陶瓷膜。利用SEM、EDS、XRD观察分析复合陶瓷膜的微观形貌、膜层中主要成分沿截面方向的分布及膜层的相结构,用纳米压痕硬度仪、激光共聚焦显微镜、摩擦磨损试验机测量复合陶瓷膜的硬度、表面粗糙度及摩擦系数。观察磨痕形貌,采用激光共聚焦显微镜测量磨痕体积,评估磨损率。结果表明:与不含TiC微粒的电解液中制备的微弧氧化膜相比,复合陶瓷膜的硬度更高、摩擦系数更小、磨损率更低,复合陶瓷膜的磨损率仅为微弧氧化膜的1/12,耐磨性更好。     

超音速火焰喷涂铝青铜涂层微动磨损行为

目的 改善铝合金的抗微动磨损性能.方法 采用超音速火焰喷涂技术在ZL114A铝合金表面制备铝青铜涂层,在不同温度(25、200、300℃)下对有、无涂层的ZL114A铝合金样品进行微动磨损测试,通过对涂层性能和磨痕形貌进行表征分析,探索铝青铜涂层的抗磨损性能.结果 铝青铜涂层均匀致密,与铝合金基体结合良好,显微硬度为279HV0.3,结合强度为74 MPa.不同温度(25、200、300℃)下,涂覆铝青铜涂层样品的平均微动摩擦系数分别为0.898、0.886、0.744,磨损率分别为10.249×10–7、0.035×10–7、0.207×10–7 m3/(N·m),相比基体的平均微动摩擦系数和磨损率,3种温度下分别下降了34.5％、42.9％和58.9％.对磨痕的形貌和三维轮廓的分析表明,在25、200、300℃下,铝青铜涂层的磨损机制不相同,25℃下为磨粒磨损和剥层,200℃下为磨粒磨损、剥层、氧化磨损和粘着磨损,300℃下为塑性变形、氧化磨损和粘着磨损.结论 制备的铝青铜涂层改善了基体的抗微动磨损性能.     

Fretting wear of micro-arc oxidation coating prepared on Ti6Al4V alloy

Micro-arc oxidation(MAO)coating was prepared on Ti6Al4V alloy surface and its characterizations were detected by Vickers hardness tester,profilometer,scanning electric microscope(SEM),energy dispersive X-ray spectrometer(EDX)and X-ray diffractometer(XRD).Fretting wear behaviors of the coating and its substrate were comparatively tested without lubrication under varied displacement amplitudes(D)in a range of 3-40μm,constant normal load(Fn)of 300 N and frequency of 5 Hz.The results showed that the MAO coating,presenting rough and porous surface and high hardness,mainly consisted of rutile and anatase TiO2 phases.Compared with the substrate,the MAO coating could shift the mixed fretting regime(MFR)and slip regime(SR)to a direction of smaller displacement amplitude.In the partial slip regime(PSR),lower friction coefficients and slight damage appeared due to the coordination of elastic deformation of contact zones.In the MFR,the friction coefficient of the coating was lower than that of the substrate as a result of the prevention of plastic deformation by the hard ceramic surface.With the increase of the displacement amplitude,the degradation of the MAO coating and the substrate increased extremely.The fretting wear mechanisms of the coating were abrasive wear and delamination with some material transfer of specimen.In addition,the coating presented a better property for alleviating fretting wear.     

Wear and corrosion resistant coatings on surface of cast A356 aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation in moderately concentrated aluminate electrolytes

Plasma electrolytic oxidation of a cast A356 aluminum alloy was carried out in aluminate electrolytes to develop wear and corrosion resistant coatings. Different concentrations of 2, 16 and 24 g/L NaAlO₂ solutions and a silicate electrolyte (for comparison) were employed for the investigation. Wear performance and corrosion resistance of the coatings were evaluated by WC (tungsten carbide) ball-on-flat dry sliding tests and electrochemical methods, respectively. The results show that the coating formed for a short duration of 480 s in 24 g/L NaAlO₂ solution generated the best protection. The coating sustained 30 N load for sliding time of 1800 s, showing very low wear rate of ～4.5×10^?7 mm³/(N·m). A low corrosion current density of ～8.81×10^?9 A/cm² was also recorded. Despite low α-Al₂O₃ content of the coating, the compact and nearly single layer nature of the coating guaranteed the excellent performances.     

A356铸造铝合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展研究

研究了A356-T6铸造铝合金的缺口疲劳裂纹萌生与早期扩展行为及机制.结果表明,热等静压试样的疲劳抗力优于非热等静压试样.对于钝缺口试样,疲劳裂纹萌生于缺口根部附近的多个平面,最终哪个裂纹源扩展成主裂纹取决于局部微观组织.对于缺口几何形状不同的热等静压和非热等静压疲劳试样,在疲劳过程中,不管是在高应力状态下,还是在低应力状态下,都出现了铝基体的循环塑性变形和共晶硅粒子断裂导致疲劳裂纹萌生.对于非热等静压试样,铸造缩孔在构件的疲劳过程中起着重要作用,但即使缺口根部存在较大尺度的铸造缩孔,导致了疲劳裂纹萌生,但也同时观察到疲劳裂纹从共晶硅粒子、金属间化合物、铝基体的滑移带和铁基金属间化合物等处萌生.对于脆性的A356铸造铝合金可采用修正的断裂力学参量ΔKn、局部应力范围Δσ或局部应变幅Δε/2作为控制参量来表征疲劳裂纹萌生行为,而缺口有效应力强度因子范围ΔKneff和ΔJs参量可用来表征缺口场中短裂纹扩展行为.