挤压成型2A12铝合金硬质阳极氧化膜的制备工艺及性能研究

发布时间：2022-09-30 19:52

　　挤压成型2A12铝合金在航空领域应用广泛,但其基材表面存在大量孔洞,内部组织相沿晶界腐蚀严重,采用现有成熟的硬质阳极氧化工艺制备的氧化膜硬度低、耐磨性差,难以满足工业生产应用,因此急需研发新型硬质阳极氧化工艺来提高氧化膜性能,鉴于此,本文采用金相显微镜与场发射扫描电子显微镜观察轧制成型与挤压成型2A12铝合金材料内部组织结构和膜层微观形貌,利用能谱仪、显微硬度计、电化学工作站和摩擦磨损试验仪,对两种成型方式的2A12铝合金氧化膜的成分、硬度、耐蚀性和耐磨性进行分析,并采用单因素试验法研究电解液成分、工艺参数和前处理工艺（固溶温度）对挤压成型2A12铝合金硬质阳极氧化膜性能的影响。主要研究结果如下:1.通过对比轧制成型2A12铝合金与挤压成型2A12铝合金的金相组织结构,获得了挤压成型2A12铝合金难氧化、膜层性能较差的主要原因是,挤压成型2A12铝合金内部孔洞多,析出相破碎严重,阳极氧化过程易烧蚀。2.采用单因素法对比研究单一硫酸体系与混合酸体系下制备的氧化膜厚度、硬度、粗糙度、耐蚀性与耐磨性等性能,研究结果表明,当硫酸浓度为140 g/L,草酸浓度为20 g/L,酒石酸浓度为30 g... 

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 铝合金的特点及分类
        1.1.1 铝合金的特点
        1.1.2 铝合金的分类
    1.2 铝合金硬质阳极氧化膜的制备工艺
        1.2.1 硫酸硬质阳极氧化
        1.2.2 草酸硬质阳极氧化
        1.2.3 混合酸硬质阳极氧化
    1.3 硬质阳极氧化膜的特点及应用
        1.3.1 硬质阳极氧化膜的特点
        1.3.2 硬质阳极氧化膜的应用
    1.4 硬质阳极氧化膜的成膜机理与结构研究
        1.4.1 硬质阳极氧化膜的成膜机理研究
        1.4.2 硬质阳极氧化膜的结构研究
    1.5 2A12铝合金阳极氧化研究现状及成型工艺研究
        1.5.1 研究现状
        1.5.2 成型工艺研究
    1.6 本课题的研究内容及目的
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第2章 实验研究方法
    2.1 实验药品、仪器及材料
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验材料
    2.2 实验工艺流程
        2.2.1 工艺流程
        2.2.2 主要工序说明
    2.3 硬质阳极氧化膜的制备
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验设计
    2.4 膜层性能检测及表征方法
        2.4.1 厚度、硬度及粗糙度检测
        2.4.2 耐蚀性检测
        2.4.3 摩擦磨损检测
        2.4.4 金相组织分析
        2.4.5 微观形貌分析
第3章 两种成型工艺2A12铝合金氧化膜性能对比研究
    3.1 前言
    3.2 基材腐蚀形貌及成分分析
        3.2.1 基材表面腐蚀形貌
        3.2.2 成分分析
        3.2.3 基材截面腐蚀形貌
    3.3 氧化膜微观形貌分析
    3.4 膜厚、硬度及粗糙度分析
    3.5 摩擦磨损分析
    3.6 Tafel曲线分析
    3.7 本章小结
第4章 电解液成分及工艺参数的研究
    4.1 前言
    4.2 电解液成分对氧化膜性能的影响
        4.2.1 硫酸对氧化膜性能的影响
        4.2.2 草酸对氧化电压的影响
        4.2.3 草酸对氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影响
        4.2.4 酒石酸对氧化电压的影响
        4.2.5 酒石酸浓度对氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影响
    4.3 单一硫酸体系与混合酸体系下制备的氧化膜性能对比
        4.3.1 厚度、硬度及粗糙度分析
        4.3.2 摩擦磨损分析
        4.3.3 Tafel极化曲线分析
    4.4 工艺参数对挤压成型2A12铝合金氧化膜性能的影响
        4.4.1 占空比对氧化膜性能的影响
        4.4.2 电源频率对氧化膜性能的影响
        4.4.3 电流密度对氧化膜性能的影响
    4.5 本章小结
第5章 前处理固溶温度对氧化膜性能的影响
    5.1 前言
    5.2 固溶温度对基材金相组织结构的影响
    5.3 固溶温度对氧化膜性能的影响
        5.3.1 微观形貌分析
        5.3.2 膜厚、硬度及粗糙度分析
        5.3.3 Tafel极化曲线分析
        5.3.4 摩擦磨损分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和参加科研情况
    一、攻读硕士学位期间发表的论文
    二、攻读硕士学位期间参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[3]水平连铸—连续挤压Al-Fe-Cu合金组织与性能研究[D]. 张晓苑.湖南大学 2015
[4]孔型对铝合金阳极氧化膜耐蚀性能影响的研究[D]. 杨笠.西南石油大学 2013
[5]高强航空铝合金的组织与高周疲劳性能研究[D]. 杨弥珺.东北大学 2011
[6]6061铝合金薄板高硬度硬质阳极氧化膜的制备[D]. 左焕然.西华大学 2009
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本文编号：3684170