【摘要】：目的研究微弧氧化過程的溫度場分布情況對成膜過程及表面形貌的影響。方法以7075鋁合金微弧氧化過程中的一個放電通道為研究對象,基于多物理場仿真軟件COMSOL Mutiphysics建立了微弧氧化傳熱過程的數(shù)學模型及物理模型�；谟邢拊ㄇ蠼獬鑫⒒⊙趸赡み^程的溫度場分布,選擇特定參考線及參考點,繪制了溫度-時間曲線。選擇0、100、500、1000μs四個關鍵時間點,繪制了對應的溫度-縱向深度曲線、溫度分布云圖及溫度梯度分布云圖,并探究其對陶瓷層表面形貌的影響。結果在0~100μs時,放電通道區(qū)域溫度下降速率最快;在100~500μs時,溫度下降速率逐漸減小;在500~1000μs時,溫度下降速率最小且趨于不變。相對于放電通道中心區(qū)域,靠近氧化鋁膜層-鋁合金基體界面區(qū)域溫度下降速率較快,溫度梯度較大;在0、100、500、1000μs時,最高溫度所在位置的縱向深度依次為93、20、26、38μm,呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。結論電解液對微弧氧化過程的冷卻作用主要集中于放電通道形成后的100μs內(nèi)。除電解液外,氧化鋁膜層-鋁合金基體界面在微弧氧化成膜過程中有一定的冷卻作用,而放電通道各區(qū)域冷卻速率不均衡是氧化膜表面形成火山口狀孔洞的主要原因。
[Abstract]:Aim to study the effect of temperature field distribution on film formation and surface morphology in the process of micro-arc oxidation. Methods based on a discharge channel of 7075 aluminum alloy during micro-arc oxidation, a mathematical model and a physical model of micro-arc oxidation heat transfer process were established based on the multi-physical field simulation software COMSOL Mutiphysics. Based on the finite element method, the temperature field distribution in the process of micro-arc oxidation film formation is solved, and the temperature-time curve is drawn by selecting the specific reference line and reference point. The temperature longitudinal depth curve, temperature distribution cloud diagram and temperature gradient distribution cloud diagram were drawn at four key time points of 0: 100 ~ 500 渭 s and 1000 渭 s, and the influence of them on the surface morphology of ceramic coatings was investigated. Results the temperature drop rate in the discharge channel was the fastest at 0 ~ 100 渭 s, decreased gradually at 100 ~ 500 渭 s, and decreased at 500 ~ 1000 渭 s, the temperature drop rate was the smallest and tended to be constant at 500 ~ 1000 渭 s. Compared with the central region of the discharge channel, the temperature drop rate is faster and the temperature gradient is larger in the area near the interface between the aluminum oxide film and the aluminum alloy substrate. The longitudinal depth of the highest temperature is 93o 20 ~ 2638 渭 m, which decreases at first and then increases when the maximum temperature is at 1000 渭 s. Conclusion the cooling effect of electrolyte on the microarc oxidation process is mainly within 100 渭 s after the discharge channel is formed. In addition to electrolyte, the interface between alumina film and aluminum alloy substrate has a certain cooling effect in the process of micro-arc oxidation film formation, and the uneven cooling rate in different regions of discharge channel is the main reason for the formation of crater hole on the surface of oxide film.
【作者單位】： 煙臺大學機電汽車工程學院;海軍航空工程學院基礎實驗部;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51405416) 山東省自然科學基金資助項目(ZR2014EEQ024) 山東省科技發(fā)展計劃(2012YD15010)~~
【分類號】：TG174.45

【參考文獻】

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本文編號：2418267