NaOH-mSiO2_nH2O電解液中ZAlSi12Cu2Mg1表面微弧氧化膜的制備及表征.pdf

1、ZAlSi12Cu2Mg1鋁合金為鋁硅鎂錳多元合金,具有鑄造性能良好,熱膨脹系數(shù)小、耐熱性能好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。但是此合金易形成集中縮孔,耐磨性和硬度較差,不能直接用作摩擦零件。采用微弧氧化表面處理技術(shù)可在其表面形成一層均勻致密的Al2O3陶瓷膜,提高合金各項性能,擴大應(yīng)用范圍。常用硅酸鹽電解液的突出問題是Na2SiO3加入量的增加導(dǎo)致膜層生長速率增加,膜層表面粗糙,質(zhì)量下降。因此研究出一種新的電解液配方具有重要意義和實用價值。

2、>　　本文采用 WHD-30型微弧氧化電源在 NaOH-mSiO2?nH2O電解液體系下對ZAlSi12Cu2Mg1合金進行微弧氧化。通過分析不同 mSiO2?nH2O含量時所獲陶瓷膜特性來確定NaOH-mSiO2?nH2O體系下基礎(chǔ)電解液中各組分含量。調(diào)整基礎(chǔ)電解液中工藝參數(shù)獲得了具有不同特性的陶瓷膜,采用性能測試和組織測試分析膜層特性隨工藝參數(shù)變化的規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明,在NaOH-mSiO2?nH2O體系下的電解液中,當

3、mSiO2?nH2O含量由0.5g/L增加到2.5g/L時,微弧氧化膜層厚度逐漸增加,致密性增強。在組成是mSiO2?nH2O2.0g/L+NaOH2.75g/L+Na2EDTA2.0g/L的電解液中,在420V/120V正/負向電壓,電源頻率100Hz的條件下氧化15min所獲膜層表面球形顆粒生長完全、尺寸均勻,堆積緊密。XRD結(jié)果顯示,膜層的主要相組成是莫來石相(Mullite)、γ-Al2O3相和晶型結(jié)構(gòu)是斜方六面體的Al2O3(

4、Rhombohedral)相,膜層致密性較好沒有檢測到Al相和Si相的衍射峰。
　　在上述電解液中,研究正向電壓、負向電壓和電源頻率對膜層特性的影響。結(jié)果顯示,負向電壓是120V,正向電壓由390V增加到430V時,膜層厚度變化不明顯,表面顆粒平均尺寸略有增加。正向電壓是420V,負向電壓由60V到140V變化時,膜層厚度逐漸增大,表面顆粒數(shù)量增加,尺寸增大,孔洞直徑減小數(shù)量增多。隨著電源頻率的增加,膜層厚度逐漸下降但膜層質(zhì)量逐漸