工艺参数对TC4钛合金阳极氧化膜层摩擦磨损性能的研究
发布时间：2024-06-29 21:44
钛合金具有良好的物理及力学性能,在各个领域得到广泛应用,但钛合金也存在硬度低、耐磨性差的缺陷,使其使用寿命降低。为了提高钛合金硬度和耐磨性,本文采用阳极氧化技术,通过改变电解液体系和浓度以及阳极氧化工艺参数在钛合金表面制备氧化膜层,系统研究了膜层显微硬度和粗糙度随工艺参数的变化规律,通过摩擦磨损试验得出膜层的摩擦系数和磨损量,并对磨损后形貌进行观察分析,从而建立钛合金阳极氧化工艺与摩擦性能之间的关系。分析不同体系下阳极氧化膜层微观机构及其硬度等,得出酸性电解液中得到的氧化膜层表面均匀,结晶度高,硬度最高,表面粗糙度最低。随后研究酸性电解液中不同磷酸浓度、氟化钠浓度、柠檬酸浓度对氧化膜层性能的影响,以膜层氧含量、显微硬度和粗糙度为指标,得出三者最佳浓度分别为75 mL/L、1 g/L、10 g/L。研究工艺参数对阳极氧化膜层影响,发现随着氧化电压升高膜层显微硬度先增加后减小,粗糙度先减小后增加,显微硬度和粗糙度在90 V时最佳。氧化时间在60 min之前,膜层硬度随氧化时间增加而增加,粗糙度随氧化时间增加而减小,氧化时间超过60min,膜层变化不明显。氧化膜层显微硬度随氧化温度增加而下降...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 钛及钛合金的性质和应用
1.1.1 钛及钛合金的性质
1.1.2 钛及钛合金的应用
1.2 阳极氧化研究进展
1.2.1 阳极氧化国内研究概况
1.2.2 阳极氧化国外研究概况
1.2.3 影响钛合金阳极氧化膜层的因素
1.3 金属摩擦磨损概况
1.3.1 摩擦磨损的分类及评定
1.3.2 钛合金摩擦磨损的研究
1.4 选题的背景和研究内容
1.4.1 选题的背景及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究课题的技术路线图
第二章 钛合金的阳极氧化工艺
2.1 实验材料
2.2 试验主要设备及试剂
2.3 实验方法
2.3.1 阳极氧化前处理工艺
2.3.2 阳极氧化工艺
2.4 氧化膜层的组织分析
2.4.1 氧化膜宏观形貌对比
2.4.2 氧化膜层微观组织形貌
2.4.3 氧化膜层相结构分析
2.5 氧化膜层性能测试方法
2.5.1 氧化膜层表面粗糙度测试
2.5.2 氧化膜层表面硬度测试
2.5.3 氧化膜层摩擦磨损测试
第三章 阳极氧化电解液体系及浓度对膜层组织及性能的影响
3.1 电解液体系对阳极氧化膜层组织及性能的影响
3.1.1 电解液体系的选择
3.1.2 氧化膜层组织分析
3.1.3 氧化膜层性能测试分析
3.2 电解质浓度对阳极氧化膜层的影响
3.2.1 磷酸浓度对膜层组织及性能的影响
3.2.2 氟化钠浓度对膜层组织及性能的影响
3.2.3 柠檬酸浓度对膜层组织及性能的影响
3.3 本章小结
第四章 工艺参数对阳极氧化膜层组织及性能的影响
4.1 氧化电压对阳极氧化膜层的影响
4.1.1 氧化电压对氧化膜层形貌的影响
4.1.2 氧化电压对氧化膜层相组成的影响
4.1.3 氧化电压对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.2 氧化时间对阳极氧化膜层的影响
4.2.1 氧化时间对氧化膜层形貌的影响
4.2.2 氧化时间对氧化膜层相组成的影响
4.2.3 氧化时间对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.3 氧化温度对阳极氧化膜层的影响
4.3.1 氧化温度对氧化膜层形貌的影响
4.3.2 氧化温度对氧化膜层相组成的影响
4.3.3 氧化温度对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.4 工艺参数的优化
4.4.1 正交试验设计
4.4.2 正交试验结果分析
4.5 本章小结
第五章 钛合金阳极氧化膜层摩擦磨损行为研究
5.1 氧化电压对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.1.1 摩擦系数及磨损量分析
5.1.2 摩擦形貌分析
5.2 氧化时间对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.2.1 摩擦系数及磨损量分析
5.2.2 摩擦形貌分析
5.3 氧化温度对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.3.1 摩擦系数及磨损量分析
5.3.2 摩擦形貌分析
5.4 正交试验最优氧化膜层摩擦磨损研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3997935
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 钛及钛合金的性质和应用
1.1.1 钛及钛合金的性质
1.1.2 钛及钛合金的应用
1.2 阳极氧化研究进展
1.2.1 阳极氧化国内研究概况
1.2.2 阳极氧化国外研究概况
1.2.3 影响钛合金阳极氧化膜层的因素
1.3 金属摩擦磨损概况
1.3.1 摩擦磨损的分类及评定
1.3.2 钛合金摩擦磨损的研究
1.4 选题的背景和研究内容
1.4.1 选题的背景及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究课题的技术路线图
第二章 钛合金的阳极氧化工艺
2.1 实验材料
2.2 试验主要设备及试剂
2.3 实验方法
2.3.1 阳极氧化前处理工艺
2.3.2 阳极氧化工艺
2.4 氧化膜层的组织分析
2.4.1 氧化膜宏观形貌对比
2.4.2 氧化膜层微观组织形貌
2.4.3 氧化膜层相结构分析
2.5 氧化膜层性能测试方法
2.5.1 氧化膜层表面粗糙度测试
2.5.2 氧化膜层表面硬度测试
2.5.3 氧化膜层摩擦磨损测试
第三章 阳极氧化电解液体系及浓度对膜层组织及性能的影响
3.1 电解液体系对阳极氧化膜层组织及性能的影响
3.1.1 电解液体系的选择
3.1.2 氧化膜层组织分析
3.1.3 氧化膜层性能测试分析
3.2 电解质浓度对阳极氧化膜层的影响
3.2.1 磷酸浓度对膜层组织及性能的影响
3.2.2 氟化钠浓度对膜层组织及性能的影响
3.2.3 柠檬酸浓度对膜层组织及性能的影响
3.3 本章小结
第四章 工艺参数对阳极氧化膜层组织及性能的影响
4.1 氧化电压对阳极氧化膜层的影响
4.1.1 氧化电压对氧化膜层形貌的影响
4.1.2 氧化电压对氧化膜层相组成的影响
4.1.3 氧化电压对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.2 氧化时间对阳极氧化膜层的影响
4.2.1 氧化时间对氧化膜层形貌的影响
4.2.2 氧化时间对氧化膜层相组成的影响
4.2.3 氧化时间对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.3 氧化温度对阳极氧化膜层的影响
4.3.1 氧化温度对氧化膜层形貌的影响
4.3.2 氧化温度对氧化膜层相组成的影响
4.3.3 氧化温度对氧化膜层硬度和粗糙度的影响
4.4 工艺参数的优化
4.4.1 正交试验设计
4.4.2 正交试验结果分析
4.5 本章小结
第五章 钛合金阳极氧化膜层摩擦磨损行为研究
5.1 氧化电压对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.1.1 摩擦系数及磨损量分析
5.1.2 摩擦形貌分析
5.2 氧化时间对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.2.1 摩擦系数及磨损量分析
5.2.2 摩擦形貌分析
5.3 氧化温度对氧化膜层摩擦磨损的影响
5.3.1 摩擦系数及磨损量分析
5.3.2 摩擦形貌分析
5.4 正交试验最优氧化膜层摩擦磨损研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3997935
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