Na2ZrF6-KoH中微弧氧化2024铝合金陶瓷膜.pdfVIP

第37卷 增刊1 稀有金属材料与工程 VOI．37，Suppl．1 2008年 1月 RAREMETAL～LATERIAISANDENGINEERrNG Janlla叮2008 关春龙1，王春华1，单英春2，祁颖1 (1．河南工业大学，河南郑州450007) (2．大连海事大学，辽宁大连116026) 摘 形成氧化物陶瓷膜。分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成。结果表 明：随氧化时间的增加，阴阳极电压逐渐增加，且阴极电压低于阳极电压；厚约20岬的膜可分为致密层与琉松层； 相对致密均匀的膜层主要由a-AlzO，，Y—A1203和少量的非晶相物质组成：电解液所含元素zr，进入到膜层中，表明电 解液组元剧烈参与微弧氧化反应；陶瓷膜的平均硬度约为16 GPa，分布在距界面10邮1附近。 关键词：微弧氧化；铝合金；陶瓷膜 中图法分类号：TGl74．45 文献标识码：A 文章编号：1002．185x(2008)S1．179．04 瓷膜的硬度进行了研究。 1 前 言 2 实验过程 铝合金的硬度相对较低，耐磨性差，在接触载荷 作用下，引起表面磨损，限制其更广泛的应用。因此， 试验材料为2024铝合金。将材料加工成妒20 mmxl 铝合金材料表面改性显得尤为重要。 mm试样，与电解槽的不锈钢内衬形成对等电 目前用于铝及其合金表面改性技术有激光熔敷f1)、 极。在交变脉冲电源上进行微弧氧化处理，电源的频 等离子喷涂【2】和电子束改性【3】等。激光熔敷易在铝合金 率为工频50Hz，电压为400～600V，在试验过程中保 表面形成脆性相，使得涂敷困难；等离子喷涂制备的 持作用在试件上的电流恒定。所用电解液为锆酸钠和 氧化膜存在与基体结合不牢的缺点；电子束方法造价 氢氧化钾的蒸馏水溶液。实验过程中控制电解液的温 昂贵，且制备出的陶瓷膜较薄。 度低于50℃。 微弧氧化(MAO)是利用液相介质中电极表面产 3结果与讨论 生的等离子体放电处理材料的一种方法【4J。它是当电压 值超过金属阳极表面生长的钝化氧化膜的击穿电压时， 3．1 放电参数对陶瓷膜的影响 就会在试样表面上出现许多弧光，此时等离子体放电通 刚开始试验时，试样表面会产生大量气泡，金属 道内温度可达数千度，压力可达上百兆帕，在这种极限 表面光泽消失，这表明合金表面开始钝化。当电压提 条件下，液相中参与反应的阴离子受电场的作用被传输 高到400V左右时，可以看到表面上有很多白色的细小 火花亮点，此时铝合金表面产生的绝缘膜击穿产生微 到基体附近参与成膜，这样在金属(Ti，Al，Mg)及其 合金表面生长出一层厚的陶瓷氧化膜[5硼。制备的陶瓷 电弧放电。当电压升高到500V以上时，微电弧火花放 层是在基体上原位生长，与基体结合强度高；均匀性好， 电的亮点变得粗大且呈白亮色，而且伴有放电声音。 不受基体形状限制；陶瓷膜的厚度、组成、结构可以通 图1为在恒定电流(1～dm2)的条件下，阴、阳 过调节电参数和电解液的组成进行调斛引。 两极电压变化规律。由于开始试验时，电压变化很快 本文采用微弧氧化技术在铝合金表面原位生长出 无法记录，所以数据从10min后开始记录。从图中可