鑄鋁是目前使用最為廣泛的活塞材料,使用過(guò)程中易發(fā)生燒蝕、熱開(kāi)裂等行為,導(dǎo)致活塞失效。通過(guò)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化、氣隙隔熱等表面防護(hù)技術(shù)能夠一定程度解決活塞的耐熱問(wèn)題。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)燃燒室內(nèi)溫度比普通燃油發(fā)動(dòng)機(jī)高150℃左右,傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)己不能滿足活塞的使用要求。本課題采用微弧氧化技術(shù)在鋁活塞材料表面制備具有隔熱性能的CeO2微粒摻雜微弧氧化陶瓷膜層,為鋁合金活塞滿足天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求提供技術(shù)支持。本課題采用ZL108鋁合金活塞材料為研究對(duì)象,通過(guò)正交試驗(yàn)的方法,研究了復(fù)合電解液的主鹽濃度(Na3P04濃度和Na2Si03濃度)、電流密度、氧化時(shí)間和占空比對(duì)ZL108鋁合金微弧氧化膜層基本性能的影響。通過(guò)極差分析得到了各因素對(duì)膜層硬度和厚度影響規(guī)律:隨Na3P04濃度增加,膜層硬度逐漸升高,厚度逐漸降低;隨Na2SiO3濃度、電流密度、氧化時(shí)間和占空比增加,膜層硬度先增高后降低,而膜層厚度則不斷上升。方差分析結(jié)果顯示Na3P04濃度對(duì)膜層硬度有顯著的影響,氧化時(shí)間對(duì)膜層厚度具有顯著的影響。綜合兩項(xiàng)分析結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)條件下ZL108鋁合金微弧氧化膜綜合性能最佳的工藝參數(shù)為:Na3P04 ...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋁合金活塞材料研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋁活塞的應(yīng)用缺陷
    1.3 鋁合金活塞表面熱防護(hù)技術(shù)
        1.3.1 陽(yáng)極氧化技術(shù)
        1.3.2 激光重熔處理
        1.3.3 氣隙隔熱技術(shù)
        1.3.4 陶瓷纖維增強(qiáng)技術(shù)
        1.3.5 等離子噴涂陶瓷技術(shù)
    1.4 微弧氧化技術(shù)研究進(jìn)展
        1.4.1 微弧氧化膜層擊穿機(jī)理研究
        1.4.2 微弧氧化膜層性能影響因素
        1.4.3 鋁硅合金微弧氧化研究
    1.5 微弧氧化耐熱涂層研究
    1.6 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及測(cè)試方法
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及預(yù)處理
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及藥品
    2.3 微弧氧化工藝優(yōu)化及檢測(cè)方法
        2.3.1 微弧氧化膜層制備
        2.3.2 微弧氧化試樣后處理
        2.3.3 微弧氧化膜層基本性能檢測(cè)方法
    2.4 CeO₂摻雜微弧氧化膜層制備及檢測(cè)方法
        2.4.1 CeO₂摻雜微弧氧化膜層制備
        2.4.2 CeO₂摻雜微弧氧化試樣后處理
        2.4.3 CeO₂摻雜微弧氧化膜層特性檢測(cè)方法
第3章 微弧氧化工藝研究結(jié)果及分析
    3.1 引言
    3.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.1 正交實(shí)驗(yàn)因素范圍設(shè)定
        3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)表的設(shè)定
    3.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.4 正交實(shí)驗(yàn)硬度結(jié)果分析
        3.4.1 極差分析
        3.4.2 方差分析
    3.5 正交實(shí)驗(yàn)厚度結(jié)果分析
        3.5.1 極差分析
        3.5.2 方差分析
    3.6 正交實(shí)驗(yàn)最佳工藝確定
    3.7 結(jié)論
第4章 CeO₂摻雜改性對(duì)微弧氧化膜層特性影響
    4.1 前言
    4.2 改性微弧氧化膜層基本性能檢測(cè)
        4.2.1 氧化電壓-時(shí)間曲線
        4.2.2 硬度與厚度檢測(cè)
        4.2.3 粗糙度測(cè)試
        4.2.4 膜層結(jié)合力測(cè)試
        4.2.5 膜層耐蝕性測(cè)試
    4.3 改性微弧氧化膜層表截面形貌、元素成分和相組成分析
        4.3.1 微弧氧化膜表面形貌及元素分布
        4.3.2 微弧氧化膜截面形貌及元素分布
        4.3.3 微弧氧化膜層的相組成
    4.4 CeO₂摻雜改性對(duì)微弧氧化膜層耐熱性能的影響
        4.4.1 膜層抗熱震性能
        4.4.2 膜層高溫抗氧化性能
        4.4.3 膜層隔熱性能
    4.5 CeO₂微粒摻雜機(jī)理探討
    4.6 結(jié)論
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號(hào)：3800593