微弧氧化電源PLC智能控制及鋁合金成膜特性研究.pdf

1、微弧氧化是在傳統(tǒng)陽極氧化的基礎上發(fā)展起來表面處理新技術，隨著技術的更新，電源和工藝更需數字化、智能化。因此本文研制了基于PLC的微弧氧化電源的智能控制系統(tǒng)，并對不同工藝參數條件下的微弧氧化放電及成膜特性進行了研究。
　　本文首先針對PLC系統(tǒng)有限的硬件資源，設計了整個電源的智能控制系統(tǒng)，實現了正反向電壓電流檢測、IGBT驅動脈沖及恒壓/恒流的控制，通過智能化的流程模式控制，實現了工藝參數梯度調節(jié)。
　　利用基于PLC智能控制

2、的微弧電源，以相同膜厚(50μm)為依據，在恒流模式下研究了電流密度、脈寬對微弧氧化放電特性、電能耗及所制備陶瓷膜組織形貌的影響，并利用PLC智能加載模式對電流、脈寬梯度調節(jié)時的放電及成膜特性進行分析。同時，在恒壓模式下以制備10μm厚膜層為標準，對電壓梯度調節(jié)微弧氧化放電及成膜特性進行了考察。試驗通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、球-盤式摩擦磨損試驗機等方法研究了電參數對微弧氧化陶瓷膜內/外表面形貌、相結構的影響，并對陶瓷膜的摩擦學性

3、能、電絕緣、抗熱沖擊、拉伸及彎曲性能進行了考察。
　　研究表明，制備相同厚度的陶瓷膜時，采用低電流密度加工所耗電能較小。相對電流梯度降低模式，電流梯度增加電能耗相對較低。陶瓷膜內外表面SEM分析表明，相同膜層厚度時，電流密度較大的陶瓷膜內外表面微孔尺寸相對較大。且較大電流密度時膜層中高溫α-Al2O3相增多。脈寬變化時，各參數電能耗基本相同。由于脈沖寬度增加時脈沖電流強度有所降低，致使試樣表面形貌、相結構存在差異。電壓梯度降低時，

4、微弧氧化電能耗較低，且表面微孔尺寸較小，但此時陶瓷膜中的α-Al2O3含量相對較低。
　　經微弧氧化處理后的LY12鋁合金表面耐磨性能得到改善。電絕緣性能測試表明，不同參數條件下制備相同厚度的微弧氧化陶瓷膜耐電擊穿性能基本相同。各參數制備的膜層具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能，經300℃、50次熱沖擊陶瓷膜未發(fā)現明顯剝落。500℃熱沖擊結果表明，陶瓷膜的抗熱沖擊性能與脈沖寬度密切相關，隨著脈沖寬度的增加，膜層的抗熱沖擊性能降低。鋁合金經微弧