鎂合金微弧氧化陶瓷膜成膜機理及其摩擦磨損特性研究.pdf

1、采用微弧氧化技術(shù)在AZ91D鎂合金表面制備具有冶金結(jié)合的陶瓷膜層，測量了不同工藝參數(shù)下陶瓷膜層的厚度、膜層結(jié)合力;利用XRD、SEM、EDS等手段測試了膜層的相組成、觀察了膜層表面與內(nèi)部的形貌，分析了膜層表面、截面元素分布，探索了鎂合金微弧氧化陶瓷膜層的形成機制;采用銷盤式摩擦磨損試驗機分別在干摩擦和油潤滑條件下，在不同的載荷、滑動速度條件下研究了陶瓷膜層的摩擦磨損特性，分析了膜層的磨損機制。
　　以膜層厚度和膜層結(jié)合力為評價標(biāo)準

2、，采用正交實驗的方法篩選出了AZ91D鎂合金的最佳電解液配方為:硅酸鈉9g/L，氫氧化鉀6g/L，氟化鈉2g/L，EDTA二鈉1g/L。采用單因素變量法得到的最佳電參數(shù)為:微弧氧化時間50min，電流密度7.5A/dm2，頻率300Hz，占空比30％。膜層厚度隨單次輸出的脈沖能量的增大而增大，隨冷卻時間縮短而增大。陶瓷膜層的主要組成相MgO、Mg2SiO4及MgAl2O4隨著放電擊穿強度增大相含量增多，MgO相含量增長最快。
　　

3、分析鎂合金表面微弧氧化陶瓷相的成膜過程可將陶瓷膜層的放電擊穿分為兩個階段，首先是外表氣體膜的放電擊穿，之后逐漸轉(zhuǎn)化為膜層內(nèi)部固體陶瓷介質(zhì)的放電擊穿，從而使得放電電弧的顏色、聲音均發(fā)生變化。初期膜層中硅酸鎂相含量遠少于氧化鎂相含量是由于氣體膜的放電擊穿階段硅酸根離子難以進入膜層，而氧離子容易進入。觀察陶瓷膜層中的各種孔洞形態(tài)后，發(fā)現(xiàn)陶瓷膜層中的孔洞不是直通孔，而是外表的大孔里包含小孔，形成一種孔洞嵌套結(jié)構(gòu)，這是由膜層放電擊穿的位置不斷變化

4、和熔融物噴發(fā)的機制造成的。
　　陶瓷膜層的生長增厚是外生生長、內(nèi)生生長兩個同時進行的過程綜合作用的結(jié)果，外生生長是內(nèi)部膜層放電擊穿的熔融物在膜層表面簡單機械沉積、凝固的過程，形成的膜層疏松;內(nèi)生長包括離子的注入、等離子源的形成，固體陶瓷介質(zhì)的擊穿，等離子體與金屬基體反應(yīng)，熔融物噴發(fā)、凝固等過程，形成的膜層致密。觀察陶瓷膜層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，推斷出陶瓷膜層內(nèi)的層片狀結(jié)構(gòu)可能與熔融物的噴發(fā)速度，氣體及已經(jīng)形成的膜層對熔融物凝固時的壓力作