高速列车车体底架大横梁微弧氧化处理工艺及均匀性
发布时间：2021-04-25 04:34
高速列车铝合金车体底架大横梁采用A7N01铝合金加工而成,由于车体底架大横梁吊挂用滑槽因空间狭小,施工困难,现有涂装体系不能有效保证底架大横梁整体膜层的制备,从而使底架大横梁防护质量得不到有效保证,尤其是高铁在较差的环境中服役时,腐蚀问题会严重影响底架大横梁的使用寿命。微弧氧化技术能在铝合金表面生成一层氧化铝陶瓷层,所得陶瓷层具有耐磨、耐蚀性能好,电绝缘性能好和与基体结合紧密等优点,但由于该技术具有高电压、大电流和单位面积所耗能量大等特点,无法实现大尺寸工件膜层的整体制备,本文提出了采用移动式阴极喷头对A7N01铝合金大横梁进行整体处理的思路。在原有的浸入式微弧氧化处理系统上设计了阴极喷头控制系统和电解液循环系统形成移动式阴极喷头微弧氧化处理系统。研究了移动扫描式阴极结构微弧放电电场特性及膜层均匀性,实现了微弧氧化处理工艺参数的优化,其中包括网栅阴极内嵌深度、电参数、电极距和扫描参数。采用涡流测厚仪和粗糙度仪对膜层厚度和粗糙度进行了测量;采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）分析了膜层组织和结构;采用万能实验拉伸机、显微硬度计测试了试样的力学性能;采用点...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 铝合金常见的腐蚀机理及类型
1.2.1 点蚀
1.2.2 晶间腐蚀
1.2.3 应力腐蚀
1.2.4 电化学腐蚀
1.3 铝合金传统防护工艺
1.3.1 热喷涂
1.3.2 激光熔覆
1.3.3 阳极氧化
1.4 微弧氧化技术概述
1.4.1 微弧氧化技术及其工艺特点
1.4.2 微弧氧化技术研究现状
1.5 本课题的意义及内容
1.5.1 本课题的意义
1.5.2 本课题主要研究内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备及工艺流程
2.3 测试方法及设备
2.3.1 阳极表面电位测试
2.3.2 组织结构测试方法及设备
2.3.3 微弧氧化处理前后力学性能测试
2.3.4 耐腐蚀性能测试
第3章 移动扫描式阴极结构微弧放电电场特性及膜层均匀性
3.1 栅网阴极内嵌深度对电场及涂层厚度的影响
3.1.1 栅网阴极内嵌深度对电场分布的影响
3.1.2 栅网阴极内嵌深度对膜层厚度的影响
3.2 电参数对电场及膜层厚度的影响
3.2.1 电压幅值对电场及涂层厚度的影响
3.2.2 频率对电场及膜层厚度的影响
3.2.3 占空比对电场及膜层厚度的影响
3.3 电极距离对电场及膜层厚度的影响
3.3.1 电极距离对电场分布的影响
3.3.2 电极距离对膜层厚度的影响
3.4 阴极扫描参数对微弧氧化膜层均匀性影响
3.4.1 扫描速度对膜层均匀性的影响
3.4.2 处理次数对膜层均匀性的影响
3.4.3 重叠率对膜层均匀性的影响
3.5 本章小节
第4章 大横梁A7N01 铝合金微弧氧化膜层电解液优化
4.1 电解液组分优化设计
4.1.1 电解液体系选择的原则
4.1.2 电解液组分正交实验优化
4.2 A7N01 铝合金微弧氧化膜层形貌及组织特征
4.2.1 膜层表面及截面形貌分析
4.2.2 膜层的组织结构分析
4.3 A7N01 铝合金微弧氧化膜层的腐蚀性能
4.3.1 有无膜层试样的盐雾腐蚀性能
4.3.2 有无膜层试样的极化曲线
4.3.3 有无膜层试样的交流阻抗
4.4 本章小节
第5章 大横梁焊接焊接头局部微弧氧化处理
5.1 A7N01 铝合金接头微观组织
5.2 A7N01 铝合金接头微弧氧化膜层形貌及组织特征
5.2.1 接头微弧氧化膜层表面及截面形貌
5.2.2 接头微弧氧化膜层微区成分分析
5.2.3 接头微弧氧化膜层微区相结构分析
5.3 微弧氧化对A7N01 铝合金焊接接头力学性能影响
5.3.1 对接头拉伸性能的影响
5.3.2 对接头表面硬度分布的影响
5.4 A7N01 铝合金有无膜层试样的腐蚀性能
5.4.1 对接头应力腐蚀性能的影响
5.4.2 对接头电化学腐蚀的影响
5.5 本章小节
第6章 底架大横梁整体微弧氧化处理及其均匀性
6.1 大横梁整体微弧氧化处理工艺
6.2 大横梁整体微弧氧化处理均匀性
6.2.1 厚度均匀性
6.2.2 粗糙度均匀性
6.2.3 耐蚀性能均匀性
6.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]热喷涂技术应用及研究进展与挑战[J]. 李长久. 热喷涂技术. 2018(04)
[2]铝合金阳极氧化技术研究进展[J]. 高镜涵,李菲晖,巩运兰,任时. 电镀与精饰. 2018(08)
[3]6082铝合金电化学腐蚀行为及晶间腐蚀机理研究[J]. 单际强,侯丹丹,张今捷,辛秀成,曹国华,黄根哲. 腐蚀科学与防护技术. 2018(04)
[4]微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响[J]. 庄俊杰,张晓燕,孙斌,宋仁国,李海. 工程科学学报. 2017(10)
[5]7020铝合金在3.5%NaCl溶液中的点蚀行为[J]. 戴芸,刘胜胆,邓运来,张新明. 中国腐蚀与防护学报. 2017(03)
[6]高速列车用高强A7N01铝合金焊接接头的疲劳性能（英文）[J]. 倪维源,杨尚磊,贾进,白健颖,林杨胜蓝. 稀有金属材料与工程. 2016(11)
[7]铝合金阳极氧化工艺最新研究进展[J]. 李志宏,苗景国,沈钰,丁建生,王新颖,张玉波. 轻合金加工技术. 2015(10)
[8]镁合金微弧氧化技术的研究现状[J]. 孔冰,邵忠财,陈靖涵,金俊刚. 电镀与环保. 2015(02)
[9]微弧氧化小阴极放电及膜层均匀性[J]. 田钦文,郭小娟,李慕勤,马天钰. 中国表面工程. 2015(03)
[10]激光熔覆技术研究现状及趋势[J]. 江吉彬,练国富,许明三. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(01)
博士论文
[1]扫描式微弧氧化方法及膜层性能研究[D]. 吕鹏翔.哈尔滨工业大学 2015
[2]大面积铝合金局部放电微弧氧化及热阻隔膜层制备[D]. 张欣盟.哈尔滨工业大学 2011
[3]铝合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及机理的研究[D]. 辛铁柱.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]稀土铈Ce改性A7N01铝合金耐腐蚀性能研究[D]. 何亚玲.西南交通大学 2017
[2]铝合金扫描式微弧氧化工艺及性能研究[D]. 杨莎.北京交通大学 2017
[3]2A12铝合金在沿海大气环境中的腐蚀行为及防护措施研究[D]. 李一.南京航空航天大学 2017
[4]微弧氧化扫描处理技术及应用研究[D]. 傅航.北京交通大学 2016
[5]镁合金非浸入式滚刷微弧氧化技术研究[D]. 莫锦添.华南理工大学 2012
[6]扫描式微弧氧化装置与工艺研究[D]. 任鑫.哈尔滨工业大学 2012
[7]镁合金微弧氧化微区放电机理研究[D]. 王巧霞.兰州理工大学 2009
本文编号：3158712
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 铝合金常见的腐蚀机理及类型
1.2.1 点蚀
1.2.2 晶间腐蚀
1.2.3 应力腐蚀
1.2.4 电化学腐蚀
1.3 铝合金传统防护工艺
1.3.1 热喷涂
1.3.2 激光熔覆
1.3.3 阳极氧化
1.4 微弧氧化技术概述
1.4.1 微弧氧化技术及其工艺特点
1.4.2 微弧氧化技术研究现状
1.5 本课题的意义及内容
1.5.1 本课题的意义
1.5.2 本课题主要研究内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备及工艺流程
2.3 测试方法及设备
2.3.1 阳极表面电位测试
2.3.2 组织结构测试方法及设备
2.3.3 微弧氧化处理前后力学性能测试
2.3.4 耐腐蚀性能测试
第3章 移动扫描式阴极结构微弧放电电场特性及膜层均匀性
3.1 栅网阴极内嵌深度对电场及涂层厚度的影响
3.1.1 栅网阴极内嵌深度对电场分布的影响
3.1.2 栅网阴极内嵌深度对膜层厚度的影响
3.2 电参数对电场及膜层厚度的影响
3.2.1 电压幅值对电场及涂层厚度的影响
3.2.2 频率对电场及膜层厚度的影响
3.2.3 占空比对电场及膜层厚度的影响
3.3 电极距离对电场及膜层厚度的影响
3.3.1 电极距离对电场分布的影响
3.3.2 电极距离对膜层厚度的影响
3.4 阴极扫描参数对微弧氧化膜层均匀性影响
3.4.1 扫描速度对膜层均匀性的影响
3.4.2 处理次数对膜层均匀性的影响
3.4.3 重叠率对膜层均匀性的影响
3.5 本章小节
第4章 大横梁A7N01 铝合金微弧氧化膜层电解液优化
4.1 电解液组分优化设计
4.1.1 电解液体系选择的原则
4.1.2 电解液组分正交实验优化
4.2 A7N01 铝合金微弧氧化膜层形貌及组织特征
4.2.1 膜层表面及截面形貌分析
4.2.2 膜层的组织结构分析
4.3 A7N01 铝合金微弧氧化膜层的腐蚀性能
4.3.1 有无膜层试样的盐雾腐蚀性能
4.3.2 有无膜层试样的极化曲线
4.3.3 有无膜层试样的交流阻抗
4.4 本章小节
第5章 大横梁焊接焊接头局部微弧氧化处理
5.1 A7N01 铝合金接头微观组织
5.2 A7N01 铝合金接头微弧氧化膜层形貌及组织特征
5.2.1 接头微弧氧化膜层表面及截面形貌
5.2.2 接头微弧氧化膜层微区成分分析
5.2.3 接头微弧氧化膜层微区相结构分析
5.3 微弧氧化对A7N01 铝合金焊接接头力学性能影响
5.3.1 对接头拉伸性能的影响
5.3.2 对接头表面硬度分布的影响
5.4 A7N01 铝合金有无膜层试样的腐蚀性能
5.4.1 对接头应力腐蚀性能的影响
5.4.2 对接头电化学腐蚀的影响
5.5 本章小节
第6章 底架大横梁整体微弧氧化处理及其均匀性
6.1 大横梁整体微弧氧化处理工艺
6.2 大横梁整体微弧氧化处理均匀性
6.2.1 厚度均匀性
6.2.2 粗糙度均匀性
6.2.3 耐蚀性能均匀性
6.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]热喷涂技术应用及研究进展与挑战[J]. 李长久. 热喷涂技术. 2018(04)
[2]铝合金阳极氧化技术研究进展[J]. 高镜涵,李菲晖,巩运兰,任时. 电镀与精饰. 2018(08)
[3]6082铝合金电化学腐蚀行为及晶间腐蚀机理研究[J]. 单际强,侯丹丹,张今捷,辛秀成,曹国华,黄根哲. 腐蚀科学与防护技术. 2018(04)
[4]微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响[J]. 庄俊杰,张晓燕,孙斌,宋仁国,李海. 工程科学学报. 2017(10)
[5]7020铝合金在3.5%NaCl溶液中的点蚀行为[J]. 戴芸,刘胜胆,邓运来,张新明. 中国腐蚀与防护学报. 2017(03)
[6]高速列车用高强A7N01铝合金焊接接头的疲劳性能（英文）[J]. 倪维源,杨尚磊,贾进,白健颖,林杨胜蓝. 稀有金属材料与工程. 2016(11)
[7]铝合金阳极氧化工艺最新研究进展[J]. 李志宏,苗景国,沈钰,丁建生,王新颖,张玉波. 轻合金加工技术. 2015(10)
[8]镁合金微弧氧化技术的研究现状[J]. 孔冰,邵忠财,陈靖涵,金俊刚. 电镀与环保. 2015(02)
[9]微弧氧化小阴极放电及膜层均匀性[J]. 田钦文,郭小娟,李慕勤,马天钰. 中国表面工程. 2015(03)
[10]激光熔覆技术研究现状及趋势[J]. 江吉彬,练国富,许明三. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(01)
博士论文
[1]扫描式微弧氧化方法及膜层性能研究[D]. 吕鹏翔.哈尔滨工业大学 2015
[2]大面积铝合金局部放电微弧氧化及热阻隔膜层制备[D]. 张欣盟.哈尔滨工业大学 2011
[3]铝合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及机理的研究[D]. 辛铁柱.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]稀土铈Ce改性A7N01铝合金耐腐蚀性能研究[D]. 何亚玲.西南交通大学 2017
[2]铝合金扫描式微弧氧化工艺及性能研究[D]. 杨莎.北京交通大学 2017
[3]2A12铝合金在沿海大气环境中的腐蚀行为及防护措施研究[D]. 李一.南京航空航天大学 2017
[4]微弧氧化扫描处理技术及应用研究[D]. 傅航.北京交通大学 2016
[5]镁合金非浸入式滚刷微弧氧化技术研究[D]. 莫锦添.华南理工大学 2012
[6]扫描式微弧氧化装置与工艺研究[D]. 任鑫.哈尔滨工业大学 2012
[7]镁合金微弧氧化微区放电机理研究[D]. 王巧霞.兰州理工大学 2009
本文编号：3158712
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