資源描述：
《鋁合金微弧氧化工藝研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文鋁合金微弧氧化工藝研究姓名：馬晉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師：胡正前2003.5.1武漢理丁=大學(xué)研究生碩J：舉位論文摘要鋁及其余金在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，但鋁及其合金的表露磴度祗，辯
2、癌撰後戇差，辯鑫純銹溶滾窩籠稅酸簿溶液斡辯瘸蝕蝕差，制約了鋁侖金的應(yīng)用。可以通過表兩涂裝、熱噴涂、氣摺沉積、電鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、電化學(xué)氧化等襲西處理方法對(duì)鋁會(huì)金表面進(jìn)行處理，褥高鋁合龕表面性能，其中較常用的是電化學(xué)氧化方法中的陽極氯化工藝。陽極飄化工藝基本原理是，將鋁或銹會(huì)金在堿瞧或酸靛邀織滾中{睪為黧掇進(jìn)囂邀位學(xué)襞純，獲褥具有良好機(jī)械性能及耐腐蝕性能
3、的氧化膜。氧化膜主器由無定形氧化物組成。微弧氧詫工琶又稱為搬等離予缽氧稼工藝或鬻綴災(zāi)花流較工藝，是在陽極氧化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新興表面處理工蕊。這是～秘在較會(huì)金表瑟通過微鐐離子體放電，進(jìn)行復(fù)雜的電化學(xué)、等離子化學(xué)和熱仡舉過程原位生長戴純物陶瓷膜層的新工琶，微弧氯化工藝生成的陶瓷氧化膜厚度可達(dá)20¨300um。顯微硬度最高掰達(dá)HV2000輟一毫，輟大提褰了鏹會(huì)金豹疰瘸范溺。本文通過一系列以交流電為電源的鋁含會(huì)微弧氧化工藝實(shí)驗(yàn)，研究微弧氧化過程中陶瓷氧化膜層的生長規(guī)律，不同電解質(zhì)縊成和濃凄辯陶瓷裁仡簇熏長蠡萼影喻，鞋及微弧氧純過程審毫輟問電壓、試樣表面電流密殿及微弧瓴化時(shí)間等工
4、藝參數(shù)對(duì)陶瓷氧化貘生長豹影響。采用掃撰電鏡(SEM)及x射線輯射握結(jié)構(gòu)分析(xRD)對(duì)陶瓷筑化膜微觀形貌及膜層縮構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)陶瓷氧化膜的厚度、顯微硬度、耐熱沖出性、耐腐蝕性及抗外力沖擊憝力進(jìn)行了溺試。SEM分析表明，陶瓷甄化膜層由疏松朦和致密層構(gòu)成，敦密層約為整個(gè)膜層厚度的2／3。XRD分析表明陶瓷氧化膜中臺(tái)有y-A1203稻d-A1203酷稆成分，其中d—A1203褶隨氧純辯聞瓚多。試樣經(jīng)微弧氧化處理后，再進(jìn)行500℃×60min的熱處理，可以使建瓷氧純貘中菲鑫穗囪7一A120s蜩轉(zhuǎn)變。陶瓷氧化膜性能測(cè)試表明氧化膜其有良好的抗熱沖擊餓，經(jīng)過10次600"C一25℃激熱一激
5、冷沖擊，氧化膜表面無裂紋：氧化膜舔藤鍍毪氌綴努，在20℃匏10％NaCI溶液，10％HCl滾液，10％NaOH溶液中浚蝕72小時(shí)，試樣在分析天平測(cè)量范圍內(nèi)無失重。陶瓷氧髓：膜上的孔隙降低表露防腐蝕熊力，對(duì)孔隙封閉處理后W大幅穩(wěn)離腐鑲防護(hù)能力。其抗矯力沖戎駐力毽較強(qiáng)，餐鍋臺(tái)金旗體的機(jī)械性能制約了氧化膜的抗外力沖擊能力。陶瓷飄化膜豹照微硬瘦達(dá)HVl800。武漢理工人學(xué)研究生碳I?學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)表明，陶瓷氧化膜層的生長過程可分為六個(gè)步驟：1．表面阻擋層的生成，即微弧氧化初始階段試樣表面會(huì)很快形成～層致密的無定形氧化膜；2．阻擋層的電擊穿。升高電極間電壓，使阻擋層電擊穿，產(chǎn)生火花放電：
6、3．無定型氧化膜層的生長。電極間電壓及試樣表面電流密度較低時(shí)，火花放電較弱，陶瓷氧化物形成較少，主要是無定形氧化膜的生長；4．局部陶瓷氧化膜層的形成。即無定形氧化膜在微等離子體放電產(chǎn)生的微區(qū)高溫高壓作用下瞬問融化，又在電解液作用下迅速凝固，晶化為含有Y．A1203和Q．A1203晶相成分的晶型陶瓷氧化物顆粒，陶瓷氧化物顆粒不斷長大，與鄰近的陶瓷氧化物顆?；ハ酂苓B接，形成局部陶瓷氧化膜；5．陶瓷氧化膜的電擊。即電極間電壓及試樣表面電流密度增高，使陶瓷氧化膜電擊穿；6．陶瓷氧化膜層的生長，陶瓷氧化膜增厚，等離子體放電發(fā)生在氧化膜的放電孔隙中，熔融氧化物從孔隙噴出瞬間凝固，陶瓷氧
7、化膜不斷生長。．實(shí)驗(yàn)表明，電解液的性質(zhì)是微弧氧化工藝中關(guān)鍵的因素。電解液中電解質(zhì)的組成和濃度對(duì)微弧氧化的電參數(shù)有直接影響。不同電解質(zhì)組成的電解液，微弧氧化的起弧電壓不同，對(duì)試樣表面電流密度的影響也不同。電解液濃度升高，起弧電壓下降，電極表面電流密度上升。實(shí)驗(yàn)表明，電解液的溫度、電極表面積以及電解液在電解槽中的截面積都對(duì)微弧氧化過程電參數(shù)有影響。電解液溫度上升，試樣表面電流密度增大，電解液對(duì)氧化膜的溶解速度也增大，F(xiàn)乜解液溫度升高總的效果是對(duì)氧化膜的生長和膜層的厚度與性能造成不利影響；電極表面積增大會(huì)使試樣表面電流密度減小，起弧電壓升高；電解液在電解槽中的截面積增大相對(duì)提高了電
8、解液中的傳質(zhì)效率，使試樣表面電流密度增大。試樣的外形對(duì)氧化膜膜層的均勻性有影響，圓柱形試樣上氧化膜的均勻性比方形試樣好。實(shí)驗(yàn)表明，氧化膜的溶解速度對(duì)陶瓷氧化膜的生長有重要影響。微弧氧化陶瓷膜的形成過程是：氧化膜的生成與溶解交替發(fā)生，生成速率大于溶解速率的過程。在一定條件下，適當(dāng)增大膜層的溶解速率可以增快膜層的生長。不同電解質(zhì)組成電解液對(duì)氧化膜的溶解能力不同，配制電解液時(shí)，可以通過加入具有不同溶解速度的電解質(zhì)來控制電解液對(duì)氧化膜的溶解速度，使氧化膜的生長速度提高，膜層厚度增大，以獲得最佳成膜效率。實(shí)驗(yàn)中在
