LY12铝合金微弧氧化的尺寸变化规律

研究了ＬＹ１２铝合金微弧氧化过程中工件尺寸变化规律，并初步分析了氧化膜生长机理。氧化膜经过一段时间的线性增长后，生长速度逐渐降低。氧化初始阶段向外生长为主，氧化膜达到一定厚度后，工件外部尺寸不再增加，而逐渐转向基体内部生长。氧化膜分为疏松层和致密层两层结构，致密层最终可占到总膜厚的７５％以上，打磨掉表面疏松层后，工件基本上能保持原始尺寸。     

LY12铝合金天蓝色微弧氧化膜层的制备及其耐磨性能

采用微弧氧化方法在LY12铝合金试样表面生成了天蓝色的陶瓷膜层,研究了添加剂CoSO4的浓度和氧化时间对天蓝色膜层的影响.研究表明,在Na2SiO3浓度为100 g/L、CoSO4 5 g/L、电压550 V、氧化时间为8 min的条件下,获得膜层均匀、表面粗糙度Ra为1.2 μm、厚度为24 μm的天蓝色膜层.扫描电镜(SEM)分析显示,表面有很多微孔且互不相通,呈火山口状.能谱分析(EDS)显示:膜层化学成分为 Al、O、Si、Co.在载荷15 N、转速为10 r/min条件下,300 s内膜层未破裂,膜层摩擦系数约为0.65.     

纯铝微弧氧化陶瓷层的相组成及性能

采用微弧氧化设备,在电压410 V、Na2SiO3浓度80 g/L、电流10 A、氧化时间12 min条件下,在纯Al表面获得了厚度为22 μm的陶瓷膜层.采用X射线衍射及扫描电镜并结合能谱仪研究了膜层的相组成、形貌及化学成分;分析了膜层相组成的形成机制.研究表明:膜层表面凸凹不平,它由膜层基体和大量的孔洞组成,主要包含O、Si、Al元素.组成相包含非晶相和晶相,非晶相包含SiO2和Al2O3,晶相为Al相.膜层的粗糙度为2.0 μm,显微硬度为2 200 HV,绝缘电阻值为5 MΩ.     

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。     

LY12铝合金表面微弧氧化膜性能的服役条件和制备因素分析

在不同的服役条件下,LY12系列铝合金件材料的性能要求不一样。归纳了各种服役条件下LY12系列铝合金材料表面微弧氧化膜的性能,介绍了制备LY12铝合金微弧氧化膜的因素。提高LY12系列铝合金材料表面微弧氧化膜的综合性能是开发重点。     

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。     

铝合金微弧氧化膜与基体界面区的硬度和弹性模量分布

用显微力学探针和维氏显微硬度计测定了ＬＹ１２ＣＺ铝合金微弧氧化膜与基体界面区的显微硬度Ｈ和弹性模量Ｅ分布，并分析了引起界两侧力学性能差异的原因，结果显示，界面两侧Ｈ和Ｅ值相差较大，因界面附近，Ｈ，Ｅ值从界面到膜内部是逐渐增加，界面附近铝合金基体上无明显硬化区，基体未发生重熔，而界面另一侧氧化膜则重熔过，氧化膜的硬度和弹性模量分布同膜的重熔有关。     

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。     

铝合金在硅酸盐电解液中微弧氧化的尺寸变化

研究了2A12铝合金在硅酸盐电解液中微弧氧化的尺寸变化。研究表明氧化膜由硬度较低的莫来石层和硬度较高的有效层组成,有效层占膜层总厚度的三分之二以上。铝合金表面经半精加工或精加工后进行微弧氧化,表面粗糙度增大,几何尺寸增大;氧化层中莫来石层与有效层的介面处在基体金属的原始表面附近±0.03mm范围内;微弧氧化后经微量的磨抛加工除去莫来石层,既能充分保留性能优异的有效层,又能保证零件的尺寸精度。     

稀土铈对2A12铝合金微弧氧化膜性能的影响

以Na2SiO3和NaOH组成的电解液为基础电解液体系,研究了氧化铈溶胶浓度对微弧氧化涂层试件表面形貌、表面元素含量及相组成的影响。通过对表观硬度的测量及试件在3.5%NaCl溶液中Tafel极化曲线的测量,研究了氧化铈溶胶浓度对涂层表观硬度及耐腐蚀性能的影响。研究结果表明:氧化铈溶胶浓度的增加能够促进Al2O3晶体的形成;添加氧化铈溶胶能够提高微弧氧化涂层的表观硬度,提高其耐蚀性能。     

2A12铝合金微弧氧化膜的高温氧化性能

对2A12铝合金表面的微弧氧化膜进行了高温氧化实验研究。结果表明：微弧氧化膜层的高温抗氧化性能随着温度的升高而降低,但氧化指数均在2以上,说明微弧氧化膜层对于2A12铝合金起到了保护作用,有效地阻止了高温氧化时的氧扩散。微弧氧化膜层抗空冷热震性能要优于抗水冷热震性能,在60次热震循环后,水冷热震的合金边角处出现膜层脱落现象,而空冷热震的合金只在表面出现裂纹,没有膜层脱落现象出现。微弧氧化膜热震失效主要由膜层与基体热膨胀系数不同、膜层与H₂O、氧气反应分别生成氢氧化物与氧化物所导致;膜层内部的CeO₂起到减小孔径的作用,在热震反应初期能够有效地降低热震对膜层的影响,但随着循环次数增多,生成碱式碳酸盐和氢氧化物,导致微弧氧化膜失效。     

2A12铝合金表面微弧氧化膜的微观组织和安全性能研究

对2A12铝合金表面进行微弧氧化,研究电解液成分和氧化时间对膜层微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,电解液中的最佳Na2WO4浓度为8 g/L,此时膜层最为致密,合金的耐腐蚀性能最佳。     

2A12铝合金表面微弧氧化与性能研究

采用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备了二氧化锆陶瓷层,研究了电解液中锆盐浓度对微弧氧化膜层厚度、粗糙度、形貌和耐盐雾腐蚀性能,并对微弧氧化膜层的物相组成进行了分析。结果表明,经过微弧氧化处理后,膜层主要由AlMg_2O_4、ZrO_2、Zr_2O和Al_2O_3相组成;随着锆盐浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度和粗糙度逐渐增加,膜层表观从优转变为一般;锆盐浓度为18 g/L的微弧氧化膜层的微孔区域的腐蚀产物相对更少,微弧氧化膜层的耐腐蚀性能相对较好。盐雾腐蚀优先在微弧氧化膜层的疏松层开始,对致密层的影响不大。     

预制膜对铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程的影响

在磷酸盐体系电解液中,利用微弧氧化技术,分别对有、无高温氧化预制膜的铝合金进行表面陶瓷化处理,研究了预制膜对陶瓷层生长的影响规律.结果表明:高温氧化预制膜有利于提高陶瓷层的生长速率,降低起弧电压;陶瓷层的生长先是以初期形成的陶瓷颗粒为核心呈线状扩展,然后多条线接合呈网状,最后蔓延成面;陶瓷层生长的初期以高温氧化预制膜熔化生成为主,到后期,则是以铝合金基体熔化生成为主,此时预制膜对陶瓷层生长过程的影响较小,但由预制膜生成的陶瓷对陶瓷层生长的影响较大.     

铝合金的微弧氧化研究

在硅酸钠和氢氧化钠电解液中利用微弧氧化技术在LY12铝合金表面生成陶瓷膜层.对膜层进行了SEM和TEM观察.对微弧氧化过程中电参数的变化规律进行了探讨,并分析了电参数对微弧氧化的影响.结果表明:在本实验条件下,用微弧氧化工艺在铝合金表面可制得致密的、厚度达200μm的氧化膜,膜层与铝基体的结合层形成了纳米晶相.电参数对陶瓷层的厚度、硬度、粗糙度都有较大的影响.对微弧氧化膜层的钢球和陶瓷球磨损的对比可知,与钢球的磨损主要是粘着磨损,对陶瓷球的磨损主要是磨料磨损.     

铝合金微弧氧化陶瓷层石墨相的形成及作用

在ZL108微弧氧化过程中,实现了石墨相的沉积。陶瓷层中的石墨相具有明显的减摩作用,并指出了出现最佳减摩效果电解液中石墨的浓度。     

LY12铝合金的锰酸盐导电化学转化膜制备与表征

以KMnO4为主盐,Na2ZrF6作促进剂,研究了LY12铝合金锰酸盐化学转化膜的制备工艺,采用点滴法和膜接触电阻法评价转化膜的耐蚀性和导电性,并用SEM,EDS和XRD表征转化膜的形貌与组成,进而探讨成膜机理。结果表明:当KMnO4的质量浓度为5 g/L,Na2ZrF6的质量浓度为0.05 g/L,pH值2.0,温度65℃,转化时间60 s、沸水后处理30 min时,所制备的锰酸盐转化膜颜色呈金黄色,该膜层均匀、致密,主要成分为Al,O,Mn元素,由铝和锰的氧化物组成。LY12铝合金表面的锰酸盐化学转化膜耐蚀性和导电性明显提高,点滴法耐腐蚀时间达到57 s,转化膜表面接触电阻仅为铝合金基体接触电阻的15.6%。     

电压参数对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响

通过XRD分析,研究了正向、负向电压对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响.结果表明,陶瓷层主要由α-Al2O3相、γ-Al2O3相和mullite(莫来石)相组成,α-Al2O3相在陶瓷层内侧的质量分数高于外层,而mullite相的分布则相反.单独提高正向电压时,α-Al2O3相的质量分数先增后减;而单独提高负向电压时,α-Al2O3相的质量分数明显提高.γ-Al2O3质量分数的变化与α-Al2O3相反.电压变化时,内侧的mullite相的质量分数变化不大,但外侧的质量分数随电压提高而增加.