【摘要】：本文以ZL109鋁合金為研究對象,使用WHD-20型微弧氧化電源在鋁合金基材表面制備陶瓷層。電參數(shù)和電解液參數(shù)是影響鋁合金陶瓷層性能的兩大關(guān)鍵因素。通過正交試驗對電解液參數(shù)進行優(yōu)化,得出電解液優(yōu)化組合,最終確定的電解液配方為10g/L硅酸鈉,5g/L鎢酸鈉,2.5g/L氫氧化鉀,2g/LEDTA。使用單一優(yōu)化方法對電參數(shù)進行優(yōu)化,確定電參數(shù)為正向電壓400V～450V,負向電壓120V～140V,占空比為20%,電源頻率為500Hz。使用優(yōu)化出的電參數(shù)和電解液配方,在電解液中添加自潤滑納米顆粒二硫化鉬,以制備出含有MoS2的陶瓷層,通過對膜層的膜厚、硬度、成分、相組成、表面形貌等檢測分析,對陶瓷層的性能做出評價。研究結(jié)果表明:在陶瓷層的淺表面檢測到了 MoS2的存在,自潤滑顆粒引入到了陶瓷層中;膜層中引入MoS2后,膜層表面的陶瓷顆粒變小,相比未添加MoS2顆粒的空白組表面,復(fù)合了 MoS2顆粒的陶瓷層表面粗糙度有所降低;納米粒子的加入使得陶瓷層的厚度略有減小,但是陶瓷層的硬度并沒有發(fā)生明顯改變,維氏硬度均在1000HV以上;在摩擦磨損試驗中,添加了二硫化鉬的膜層在干摩擦和貧油潤滑狀態(tài)下表現(xiàn)出更低的摩擦系數(shù),其中在MoS2添加量為5g/L時,膜層的摩擦系數(shù)最低,比普通陶瓷層的摩擦系數(shù)降低了 50%,同時,該試樣的磨損量也最低;添加MoS2顆粒后陶瓷層的相成分發(fā)生少許改變,部分莫來石和γ-Al2O3轉(zhuǎn)變成α-Al203,膜層的主要成分為α-Al203。
[Abstract]:In this paper, ZL109 aluminum alloy was used to fabricate ceramic layer on the surface of aluminum alloy substrate using WHD-20 type micro-arc oxidation power supply. Electric parameters and electrolyte parameters are two key factors affecting the properties of aluminum alloy ceramic coatings. The electrolyte parameters were optimized by orthogonal test, and the optimum combination of electrolyte was obtained. The final formula of electrolyte was determined as 10g/L sodium silicate 5g / L tungstate 2.5 g / L potassium hydroxide 2 g / L LEDTA. A single optimization method is used to optimize the electrical parameters. The electric parameters are determined as positive voltage 400V 450V, negative voltage 120V 140V, duty cycle 20 and power frequency 500Hz. Using the optimized electric parameters and electrolyte formula, the self-lubricating nano-particle molybdenum disulfide was added to the electrolyte to prepare the ceramic layer containing MoS2. The film thickness, hardness, composition, phase composition, surface morphology and so on were measured and analyzed. The performance of ceramic coating was evaluated. The results show that the existence of MoS2 is detected on the shallow surface of the ceramic coating, and the self-lubricating particles are introduced into the ceramic coating, and the ceramic particles on the film surface become smaller when MoS2 is introduced into the film, compared with the blank group surface without MoS2 particles. The surface roughness of ceramic layer with MoS2 particles was decreased, the thickness of ceramic layer decreased slightly with the addition of nano-particles, but the hardness of ceramic layer did not change obviously, and the Vickers hardness was above 1000HV. In the friction and wear test, the friction coefficient of the film with molybdenum disulfide was lower under dry friction and lean oil lubrication, and the friction coefficient of the film was the lowest when the amount of MoS2 added was 5g/L. The friction coefficient of the ceramic layer is reduced by 50% than that of the ordinary ceramic layer, and the wear amount of the sample is the lowest, and the phase composition of the ceramic layer changes slightly after adding MoS2 particles, some mullite and 緯 -Al _ 2O _ 3 are transformed into 偽 -Al _ 2O _ 3, and the main composition of the film is 偽 -Al _ 2O _ 3.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.453

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本文編號：2218799