擠壓成型2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜的制備工藝及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-30 19:52
擠壓成型2A12鋁合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但其基材表面存在大量孔洞,內(nèi)部組織相沿晶界腐蝕嚴(yán)重,采用現(xiàn)有成熟的硬質(zhì)陽極氧化工藝制備的氧化膜硬度低、耐磨性差,難以滿足工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用,因此急需研發(fā)新型硬質(zhì)陽極氧化工藝來提高氧化膜性能,鑒于此,本文采用金相顯微鏡與場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察軋制成型與擠壓成型2A12鋁合金材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和膜層微觀形貌,利用能譜儀、顯微硬度計(jì)、電化學(xué)工作站和摩擦磨損試驗(yàn)儀,對(duì)兩種成型方式的2A12鋁合金氧化膜的成分、硬度、耐蝕性和耐磨性進(jìn)行分析,并采用單因素試驗(yàn)法研究電解液成分、工藝參數(shù)和前處理工藝(固溶溫度)對(duì)擠壓成型2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜性能的影響。主要研究結(jié)果如下:1.通過對(duì)比軋制成型2A12鋁合金與擠壓成型2A12鋁合金的金相組織結(jié)構(gòu),獲得了擠壓成型2A12鋁合金難氧化、膜層性能較差的主要原因是,擠壓成型2A12鋁合金內(nèi)部孔洞多,析出相破碎嚴(yán)重,陽極氧化過程易燒蝕。2.采用單因素法對(duì)比研究單一硫酸體系與混合酸體系下制備的氧化膜厚度、硬度、粗糙度、耐蝕性與耐磨性等性能,研究結(jié)果表明,當(dāng)硫酸濃度為140 g/L,草酸濃度為20 g/L,酒石酸濃度為30 g...
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 鋁合金的特點(diǎn)及分類
1.1.1 鋁合金的特點(diǎn)
1.1.2 鋁合金的分類
1.2 鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜的制備工藝
1.2.1 硫酸硬質(zhì)陽極氧化
1.2.2 草酸硬質(zhì)陽極氧化
1.2.3 混合酸硬質(zhì)陽極氧化
1.3 硬質(zhì)陽極氧化膜的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.3.1 硬質(zhì)陽極氧化膜的特點(diǎn)
1.3.2 硬質(zhì)陽極氧化膜的應(yīng)用
1.4 硬質(zhì)陽極氧化膜的成膜機(jī)理與結(jié)構(gòu)研究
1.4.1 硬質(zhì)陽極氧化膜的成膜機(jī)理研究
1.4.2 硬質(zhì)陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)研究
1.5 2A12鋁合金陽極氧化研究現(xiàn)狀及成型工藝研究
1.5.1 研究現(xiàn)狀
1.5.2 成型工藝研究
1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及目的
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)研究方法
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及材料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程
2.2.1 工藝流程
2.2.2 主要工序說明
2.3 硬質(zhì)陽極氧化膜的制備
2.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.4 膜層性能檢測(cè)及表征方法
2.4.1 厚度、硬度及粗糙度檢測(cè)
2.4.2 耐蝕性檢測(cè)
2.4.3 摩擦磨損檢測(cè)
2.4.4 金相組織分析
2.4.5 微觀形貌分析
第3章 兩種成型工藝2A12鋁合金氧化膜性能對(duì)比研究
3.1 前言
3.2 基材腐蝕形貌及成分分析
3.2.1 基材表面腐蝕形貌
3.2.2 成分分析
3.2.3 基材截面腐蝕形貌
3.3 氧化膜微觀形貌分析
3.4 膜厚、硬度及粗糙度分析
3.5 摩擦磨損分析
3.6 Tafel曲線分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 電解液成分及工藝參數(shù)的研究
4.1 前言
4.2 電解液成分對(duì)氧化膜性能的影響
4.2.1 硫酸對(duì)氧化膜性能的影響
4.2.2 草酸對(duì)氧化電壓的影響
4.2.3 草酸對(duì)氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影響
4.2.4 酒石酸對(duì)氧化電壓的影響
4.2.5 酒石酸濃度對(duì)氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影響
4.3 單一硫酸體系與混合酸體系下制備的氧化膜性能對(duì)比
4.3.1 厚度、硬度及粗糙度分析
4.3.2 摩擦磨損分析
4.3.3 Tafel極化曲線分析
4.4 工藝參數(shù)對(duì)擠壓成型2A12鋁合金氧化膜性能的影響
4.4.1 占空比對(duì)氧化膜性能的影響
4.4.2 電源頻率對(duì)氧化膜性能的影響
4.4.3 電流密度對(duì)氧化膜性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 前處理固溶溫度對(duì)氧化膜性能的影響
5.1 前言
5.2 固溶溫度對(duì)基材金相組織結(jié)構(gòu)的影響
5.3 固溶溫度對(duì)氧化膜性能的影響
5.3.1 微觀形貌分析
5.3.2 膜厚、硬度及粗糙度分析
5.3.3 Tafel極化曲線分析
5.3.4 摩擦磨損分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參加科研情況
一、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
二、攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]草酸陽極氧化法制備鋁合金氧化膜及其防腐蝕性能[J]. 孫曉麟,趙霞,金祖權(quán),李紅玲,紀(jì)小紅,劉敏,侯保榮. 材料保護(hù). 2018(02)
[2]2024鋁合金混合酸陽極氧化[J]. 戴一帆,沈士泰,盧潔琴,衛(wèi)國(guó)英. 表面技術(shù). 2018(01)
[3]鋁合金熱擠壓過程中界面摩擦的研究進(jìn)展[J]. 劉志文,李落星,張明,李世康. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]鋁合金軋制成形的研究與現(xiàn)狀[J]. 左德運(yùn),趙偉,李志,張衛(wèi)東. 黑龍江科技信息. 2017(14)
[5]MoS2-Zr復(fù)合薄膜的摩擦學(xué)性能研究[J]. 歐文敏,韋春貝,代明江,侯惠君,林松盛,邱萬奇. 表面技術(shù). 2017(01)
[6]固溶處理對(duì)2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的影響[J]. 王曼,紀(jì)嘉明,程飄,吳晶. 材料保護(hù). 2016(10)
[7]2A50鋁合金擠壓棒材尾端粗晶的產(chǎn)生原因及改善措施[J]. 王大偉,張艷飛,林森,李彬,劉平. 輕合金加工技術(shù). 2016(09)
[8]鋁及其合金陽極氧化膜形成機(jī)理研究[J]. 楊笠,周培山. 信息記錄材料. 2016(04)
[9]第二級(jí)固溶溫度對(duì)7050鋁合金組織和性能的影響[J]. 劉浩,肖鐵忠,黃娟,高靜. 鍛壓技術(shù). 2016(06)
[10]電解液對(duì)2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜層性能的影響[J]. 錢建才,鄒洪慶,許斌,吳厚昌,呂基成,方敏. 表面技術(shù). 2015(11)
碩士論文
[1]2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化工藝及復(fù)合自潤(rùn)滑膜的研究[D]. 王曼.江蘇大學(xué) 2016
[2]2024鋁合金表面防護(hù)薄膜的制備及腐蝕摩擦行為研究[D]. 秦立光.中北大學(xué) 2015
[3]水平連鑄—連續(xù)擠壓Al-Fe-Cu合金組織與性能研究[D]. 張曉苑.湖南大學(xué) 2015
[4]孔型對(duì)鋁合金陽極氧化膜耐蝕性能影響的研究[D]. 楊笠.西南石油大學(xué) 2013
[5]高強(qiáng)航空鋁合金的組織與高周疲勞性能研究[D]. 楊彌珺.東北大學(xué) 2011
[6]6061鋁合金薄板高硬度硬質(zhì)陽極氧化膜的制備[D]. 左煥然.西華大學(xué) 2009
[7]鋁銅合金脈沖硬質(zhì)陽極氧化膜的制備與研究[D]. 顧琳.西華大學(xué) 2009
本文編號(hào):3684170
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 鋁合金的特點(diǎn)及分類
1.1.1 鋁合金的特點(diǎn)
1.1.2 鋁合金的分類
1.2 鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜的制備工藝
1.2.1 硫酸硬質(zhì)陽極氧化
1.2.2 草酸硬質(zhì)陽極氧化
1.2.3 混合酸硬質(zhì)陽極氧化
1.3 硬質(zhì)陽極氧化膜的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.3.1 硬質(zhì)陽極氧化膜的特點(diǎn)
1.3.2 硬質(zhì)陽極氧化膜的應(yīng)用
1.4 硬質(zhì)陽極氧化膜的成膜機(jī)理與結(jié)構(gòu)研究
1.4.1 硬質(zhì)陽極氧化膜的成膜機(jī)理研究
1.4.2 硬質(zhì)陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)研究
1.5 2A12鋁合金陽極氧化研究現(xiàn)狀及成型工藝研究
1.5.1 研究現(xiàn)狀
1.5.2 成型工藝研究
1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及目的
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)研究方法
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及材料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程
2.2.1 工藝流程
2.2.2 主要工序說明
2.3 硬質(zhì)陽極氧化膜的制備
2.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.4 膜層性能檢測(cè)及表征方法
2.4.1 厚度、硬度及粗糙度檢測(cè)
2.4.2 耐蝕性檢測(cè)
2.4.3 摩擦磨損檢測(cè)
2.4.4 金相組織分析
2.4.5 微觀形貌分析
第3章 兩種成型工藝2A12鋁合金氧化膜性能對(duì)比研究
3.1 前言
3.2 基材腐蝕形貌及成分分析
3.2.1 基材表面腐蝕形貌
3.2.2 成分分析
3.2.3 基材截面腐蝕形貌
3.3 氧化膜微觀形貌分析
3.4 膜厚、硬度及粗糙度分析
3.5 摩擦磨損分析
3.6 Tafel曲線分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 電解液成分及工藝參數(shù)的研究
4.1 前言
4.2 電解液成分對(duì)氧化膜性能的影響
4.2.1 硫酸對(duì)氧化膜性能的影響
4.2.2 草酸對(duì)氧化電壓的影響
4.2.3 草酸對(duì)氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影響
4.2.4 酒石酸對(duì)氧化電壓的影響
4.2.5 酒石酸濃度對(duì)氧化膜厚度、硬度及粗糙度的影響
4.3 單一硫酸體系與混合酸體系下制備的氧化膜性能對(duì)比
4.3.1 厚度、硬度及粗糙度分析
4.3.2 摩擦磨損分析
4.3.3 Tafel極化曲線分析
4.4 工藝參數(shù)對(duì)擠壓成型2A12鋁合金氧化膜性能的影響
4.4.1 占空比對(duì)氧化膜性能的影響
4.4.2 電源頻率對(duì)氧化膜性能的影響
4.4.3 電流密度對(duì)氧化膜性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 前處理固溶溫度對(duì)氧化膜性能的影響
5.1 前言
5.2 固溶溫度對(duì)基材金相組織結(jié)構(gòu)的影響
5.3 固溶溫度對(duì)氧化膜性能的影響
5.3.1 微觀形貌分析
5.3.2 膜厚、硬度及粗糙度分析
5.3.3 Tafel極化曲線分析
5.3.4 摩擦磨損分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參加科研情況
一、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
二、攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]草酸陽極氧化法制備鋁合金氧化膜及其防腐蝕性能[J]. 孫曉麟,趙霞,金祖權(quán),李紅玲,紀(jì)小紅,劉敏,侯保榮. 材料保護(hù). 2018(02)
[2]2024鋁合金混合酸陽極氧化[J]. 戴一帆,沈士泰,盧潔琴,衛(wèi)國(guó)英. 表面技術(shù). 2018(01)
[3]鋁合金熱擠壓過程中界面摩擦的研究進(jìn)展[J]. 劉志文,李落星,張明,李世康. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]鋁合金軋制成形的研究與現(xiàn)狀[J]. 左德運(yùn),趙偉,李志,張衛(wèi)東. 黑龍江科技信息. 2017(14)
[5]MoS2-Zr復(fù)合薄膜的摩擦學(xué)性能研究[J]. 歐文敏,韋春貝,代明江,侯惠君,林松盛,邱萬奇. 表面技術(shù). 2017(01)
[6]固溶處理對(duì)2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的影響[J]. 王曼,紀(jì)嘉明,程飄,吳晶. 材料保護(hù). 2016(10)
[7]2A50鋁合金擠壓棒材尾端粗晶的產(chǎn)生原因及改善措施[J]. 王大偉,張艷飛,林森,李彬,劉平. 輕合金加工技術(shù). 2016(09)
[8]鋁及其合金陽極氧化膜形成機(jī)理研究[J]. 楊笠,周培山. 信息記錄材料. 2016(04)
[9]第二級(jí)固溶溫度對(duì)7050鋁合金組織和性能的影響[J]. 劉浩,肖鐵忠,黃娟,高靜. 鍛壓技術(shù). 2016(06)
[10]電解液對(duì)2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜層性能的影響[J]. 錢建才,鄒洪慶,許斌,吳厚昌,呂基成,方敏. 表面技術(shù). 2015(11)
碩士論文
[1]2A12鋁合金硬質(zhì)陽極氧化工藝及復(fù)合自潤(rùn)滑膜的研究[D]. 王曼.江蘇大學(xué) 2016
[2]2024鋁合金表面防護(hù)薄膜的制備及腐蝕摩擦行為研究[D]. 秦立光.中北大學(xué) 2015
[3]水平連鑄—連續(xù)擠壓Al-Fe-Cu合金組織與性能研究[D]. 張曉苑.湖南大學(xué) 2015
[4]孔型對(duì)鋁合金陽極氧化膜耐蝕性能影響的研究[D]. 楊笠.西南石油大學(xué) 2013
[5]高強(qiáng)航空鋁合金的組織與高周疲勞性能研究[D]. 楊彌珺.東北大學(xué) 2011
[6]6061鋁合金薄板高硬度硬質(zhì)陽極氧化膜的制備[D]. 左煥然.西華大學(xué) 2009
[7]鋁銅合金脈沖硬質(zhì)陽極氧化膜的制備與研究[D]. 顧琳.西華大學(xué) 2009
本文編號(hào):3684170
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