WE54镁合金超声微弧氧化关键技术研究

发布时间：2020-06-04 07:27

【摘要】：WE54镁合金是Mg-Y-Nd系中商用较广的一种镁合金,因WE54镁合金具有高强度、耐热性好、密度小、抗蠕变性能强等优点,在各行各业中,得到了一定程度上的应用,但是由于耐腐蚀性能较弱,而严重制约了其应用。为了加强WE54镁合金的耐腐蚀性能,在不改变原有基体主要性能的同时对其做表面加工是较为合理和有效的途径。微弧氧化技术是一种环保、操作简单及其加工效果较好的特种加工方法,在各种金属表面加工中都有广泛应用。超声也是目前应用较广的一种工艺手段,尤其在医疗材料的制备和工业清洗设备中得到了很好的应用,超声的空化效应更是在很多科研领域中得到应用。本文以WE54镁合金为研究对象,采用超声和微弧氧化复合加工工艺的方法来制备陶瓷氧化膜。在实验之前对原有的微弧氧化设备进行改装,将超声波发生器及其换能器与微弧氧化的电解液槽形成有效的整体。通过常规的微弧氧化加工来探索WE54镁合金微弧氧化的电解液组成成分,确定不同成分在电解液中的含量,确定最终电解液配方。利用正交实验法分析各工艺参数对生成膜层的影响,利用BP神经网络方法,建立膜层厚度和超声微弧氧化工艺参数之间的预测模型,通过电化学实验比较了普通微弧氧化和超声微弧氧化的膜层厚度和耐蚀性。本文主要研究内容和得到的相应结论如下:(1)通过观察法,显微硬度测试,表面粗糙度测试等检测方法,得到微弧氧化反应较好的电解液组成,发现当电解液由硅酸钠、氢氧化钠、六偏磷酸钠、氟化钠和甘油配置而成时,微弧氧化反应过程平稳,得到膜层的显微硬度和表面粗糙度最好,并且反应过程中发现氟化钠浓度的大小会对微弧氧化反应的火花烧蚀有一定控制作用。(2)建立了L_9(3~4)正交试验表,将膜层的厚度、显微硬度和表面粗糙度作为WE54镁合金超声微弧氧化膜层的性能检测指标,对各工艺参数进行优化。通过对各项检测指标的综合分析得出:电流密度大小为6A/dm~2,脉冲频率为700HZ,超声功率为100W时,膜层的厚度,显微硬度,表面粗糙度达到最佳。通过分析得出,三项参数的影响程度依次为:电流密度超声功率脉冲频率。(3)利用BP神经网络技术,参考正交试验表的数据,建立BP网络预测模型,实现对超声微弧氧化膜层厚度的预测。通过检验分析,预测得出的各工艺参数对膜层的性能指标的影像趋势与实验所得的结论相吻合。由此,所建立的模型可以对超声微弧氧化技术进行定性的分析。(4)研究超声空化作用对微弧氧化反应过程的影响,利用侵泡实验对获得膜层进行初步的腐蚀性能检测,经比较发现超声微弧氧化膜层比微弧氧膜层耐蚀时间更长。利用电化学工作站对基体材料、微弧氧化膜层和超声微弧氧化膜层进行极化曲线测试,通过试验数据分析,比较各膜层相对于基体材料耐腐蚀性能的强弱。检测得到膜层的耐蚀性依次为:超声微弧氧化膜层微弧氧化膜层基体材料。
【图文】：

击穿方式

4图 1.2 微弧氧化技术应用领域Fig.1.2 Applicationsof Micro-arcoxidationtechnology in theindustry
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG178

【参考文献】

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本文编号：2696070