ZLSi7Cu2Mg合金微弧氧化工艺的研究
本文关键词：ZLSi7Cu2Mg合金微弧氧化工艺的研究
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【摘要】：随着社会的飞速发展,铝合金逐渐成为仅次于钢铁的第二大材料,铝合金具有较小的密度和较高的比强度,目前已经被广泛的应用于航天、船舶、汽车等领域。但铝合金硬度低,耐磨性和耐蚀性差,耐高温性能及耐热冲击性能的薄弱,在很大程度上限制了铝及其合金的应用领域。微弧氧化技术由阳极氧化技术发展而来,可以通过调节电解液的组分来提高合金相应的表面性能,目前已经被广泛的应用于铝合金表面性能的提高。但对于铸造铝硅合金,由于其中含有较多的硅元素,因此氧化膜中的孔隙率较大,影响微弧氧化效果。本文以ZLSi7Cu2Mg合金作为基体,分别以恒流电源和恒压电源作为微弧氧化电源,选择Na2SiO3体系电解液,对比在不同电解液参数及电源类型和电参数对于条件下铝合金微弧氧化膜的成膜状况。由于参数较多,本次实验主要采用正交实验法,分别将电解液参数、恒流电参数和恒压电参数作为因素,每个因素赋予3个水平。实验主要利用了膜层测厚、XRD和SEM等作为后期分析测试方法,以膜层厚度和膜层表面形貌综合状况作为择优标准,研究实验因素与膜层的关系。实验找到了最佳电解液参数、恒流源最佳电参数和恒压源最佳电参数,并对比了恒流电源和恒压电源的优劣。本次实验还具体研究了丙三醇和电解液温度对于微弧氧化的影响,并在之前研究的基础上在电解液中加入了一定量的ZrO2粉末,并利用XRD分析其中的成分,以测试该方法在膜层中添加ZrO2的可行性。
【关键词】：ZLSi7Cu2Mg 微弧氧化 铝硅合金 膜层厚度
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 绪论9-21
- 1.1 课题来源和选题依据9-10
- 1.2 其他表面处理技术10-11
- 1.2.1 阳极氧化技术10-11
- 1.2.2 化学镀11
- 1.2.3 电镀铬11
- 1.3 微弧氧化技术11-19
- 1.3.1 微弧氧化国内外研究现状12-13
- 1.3.2 微弧氧化技术的作用机理13-14
- 1.3.3 微弧氧化技术特点14-16
- 1.3.4 微弧氧化陶瓷层的形成过程16
- 1.3.5 微弧氧化技术的影响因素16-19
- 1.3.5.1 电解液组分对微弧氧化的影响17-18
- 1.3.5.2 电参数对微弧氧化的影响18
- 1.3.5.3 合金成分18-19
- 1.4 铝合金微弧氧化研究内容及路线19-21
- 2 实验设备及方法21-32
- 2.1 实验材料及仪器21-22
- 2.2 试样制备22-23
- 2.3 实验装置23-24
- 2.4 微弧氧化电解液体系的选择24-25
- 2.5 实验步骤25-29
- 2.5.1 前处理26-27
- 2.5.2 溶液的配制27
- 2.5.3 微弧氧化过程27-29
- 2.5.4 后处理29
- 2.6 微弧氧化膜的检测29-32
- 2.6.1 微弧氧化膜厚度的检测29
- 2.6.2 微弧氧化膜致密度的观察29-30
- 2.6.3 膜层表面形貌的观察30-31
- 2.6.4 膜层主要元素及成分分析31-32
- 3 恒压微弧氧化实验数据整理及分析32-51
- 3.1 恒压微弧氧化电源及其特点32-33
- 3.2 电解液成分与微弧氧化膜层的关系研究33-39
- 3.2.1 电解液的选取33-35
- 3.2.2 电解液正交实验方法35-36
- 3.2.3 电解液正交实验结果分析36-37
- 3.2.4 各电解液参数对于膜层厚度的影响37-39
- 3.3 压电参数与微弧氧化膜层的关系研究39-42
- 3.3.1 恒压电参数正交试验方法39-40
- 3.3.2 电参数正交实验结果及分析40-41
- 3.3.3 各电参数对于膜层厚度的影响41-42
- 3.4 微弧氧化膜层表面形貌的分析42-43
- 3.5 微弧氧化膜层的物相分析43-44
- 3.6 微弧氧化膜与温度的关系44-45
- 3.7 恒压最终工艺的研究45-48
- 3.7.1 恒压源最终工艺参数的选择45
- 3.7.2 试样厚度的变化45-46
- 3.7.3 恒压源最终工艺形貌分析46-48
- 3.8 原有工艺的基础上加入ZrO248-49
- 3.9 本章小结49-51
- 4 恒流微弧氧化实验数据整理及分析51-63
- 4.1 恒流微弧氧化电源及其特点51-52
- 4.2 恒流微弧氧化正交试验及其分析52-59
- 4.3 微弧氧化试样的表面形貌观察59-62
- 4.4 本章小结62-63
- 5 恒流源微弧氧化与恒压源微弧氧化的对比63-66
- 5.1 成膜速度的对比63
- 5.2 膜层形貌的对比63-65
- 5.3 电源控制的对比65
- 5.4 本章小结65-66
- 结论66-67
- 参考文献67-71
- 攻读硕士期间发表的论文71-72
- 致谢72-73
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6 蒋百灵;杨巍;苏阳;;微弧氧化与磁控溅射的工程应用[A];第九次全国热处理大会论文集（一）[C];2007年
7 朱e，
本文编号：1101185
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