鋁硅合金因具有優(yōu)良的機(jī)械性能、物理性能及加工性能而被作為主要的汽車發(fā)動機(jī)材料,但長期的應(yīng)用環(huán)境需要其表面具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。利用微弧氧化技術(shù)在合金表面制備出一層表面光滑致密的陶瓷層,可以有效提升其在使用環(huán)境中的耐腐蝕性能,增長其服役壽命,但基體中的硅卻制約著微弧氧化工藝的進(jìn)一步發(fā)展。本論文選取1060純鋁、ZL101、ZL102合金三種硅含量不同的基體,通過對比膜層生長速率、厚度、粗糙度、截面形貌、硬度及耐腐蝕性能,探究硅在鋁合金微弧氧化的作用機(jī)制;為進(jìn)一步確定共晶硅尺寸對微弧氧化反應(yīng)的影響,利用Na對ZL101合金進(jìn)行變質(zhì)處理,細(xì)化基體中的共晶硅相,通過生長參數(shù)及性能對比分析共晶硅相尺寸的影響機(jī)制;為尋找簡單有效提高ZL102合金膜層質(zhì)量的工藝方法,分別選取機(jī)械打磨、酸液刻蝕、預(yù)噴砂處理三種方法對其進(jìn)行預(yù)處理,利用SEM、EDS分析預(yù)處理后表面形貌及元素含量的變化,依次對比生長速度及膜層質(zhì)量,評價預(yù)處理工藝對提高膜層性能的可能性。研究表明:微弧氧化膜的生長速率及膜層質(zhì)量均會隨合金基體中硅含量的增加而不斷降低。10 min時,純鋁試樣平均厚度值約為8.33μm,平均粗糙度值為0.93μm;ZL102合金的厚度平均值降低為6.75μm,粗糙度平均值減少至0.80μm。陽極氧化階段,基體表面富Si區(qū)與富Al區(qū)分別發(fā)生了不同的氧化反應(yīng),Al基體上主要形成Al2O3薄膜,共晶硅上形成粗糙的Si-O化合物,起弧放電優(yōu)先發(fā)生在有Al2O3薄膜生成的位置;經(jīng)Na變質(zhì)后的ZL101合金,反應(yīng)20 min內(nèi)膜層生長速率始終高于原合金,表面放電孔洞更加均勻。相組成的變化不大,但膜層的硬度及耐腐蝕性能均有所提升。分別利用機(jī)械打磨、酸洗、噴砂的預(yù)處理方式對ZL102合金進(jìn)行預(yù)處理,在硅酸鹽電解液中進(jìn)行微弧氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:預(yù)處理工藝對ZL102合金微弧氧化成膜有較大影響,成膜速率依次為酸洗試樣機(jī)械打磨試樣噴砂試樣:利用氫氟酸及硝酸的混合溶液(體積比2:1)對ZL102合金酸洗60s,可使表層Si元素含量下降至2.02%左右;電化學(xué)曲線及阻抗測試均表明噴砂處理后膜層能夠有效保護(hù)基體免受腐蝕。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG174.453

【參考文獻(xiàn)】

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2 馬淞江;羅鵬;周海暉;付超鵬;曠亞非;;Preparation of anodic films on 2024 aluminum alloy in boric acid-containing mixed electrolyte[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2008年04期

3 王曉軍;劉向東;劉永珍;韓春霞;劉彩文;杜月和;;預(yù)先熱處理對ZAlSi12Cu2Mg1鋁合金微弧氧化層的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2008年01期

4 薛文斌;華銘;施修齡;田華;;鑄造鋁合金微弧氧化膜的生長動力學(xué)及耐蝕性能[J];硅酸鹽學(xué)報;2007年06期

5 龔建飛,胡正前,馬晉;耐熱鑄造鋁合金微弧氧化工藝特性研究[J];輕合金加工技術(shù);2005年09期

6 馬騰,王振堯,韓薇;鋁和鋁合金的大氣腐蝕[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2004年03期

7 張靜武,李慧,孟顯哲,劉春海;ZL101合金的變質(zhì)[J];中國有色金屬學(xué)報;2001年S2期

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本文編號：2811824