本文關(guān)鍵詞：使用微弧氧化技術(shù)提高鋁合金攪拌摩擦焊焊縫性能

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【摘要】：本研究使用微弧氧化(Micro-arc Oxidation)技術(shù)在鋁合金及其攪拌摩擦焊焊縫表面制備陶瓷膜層,研究了工藝參數(shù)對陶瓷膜層耐蝕性能的影響,并分析了在相同工藝參數(shù)下,鋁合金及其攪拌摩擦焊焊縫的成膜機理。實驗采用硅酸鹽體系制備陶瓷膜層,添加劑為氫氧化鈉。使用日本理學(xué)D-MAXIIA型X射線衍射儀(XRD)對陶瓷膜層進行相組成測試,使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)及掃描電子顯微鏡(SEM)觀察陶瓷膜層的表面形貌,并利用Imagepro-plus軟件測定微弧氧化膜層的表面孔隙率及孔徑,使用金相定量分析光學(xué)顯微鏡觀察陶瓷膜的截面形貌,膜層厚度由Imagepro-plus軟件測量得到,使用激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)評價陶瓷膜層的表面粗糙度。通過電化學(xué)工作站(IVIUMSTAT)對陶瓷膜層的耐腐蝕性能進行評價,并使用Zsimpwin軟件對實驗結(jié)果進行分析,評價陶瓷膜層的耐腐蝕性能。實驗改變的工藝參數(shù)如下：硅酸鈉濃度(10g/L,15g/L,20g/L)、電流密度(7A/dm2,10A/dm2,12A/dm2,15 A/dm2)、電源頻率(3OOHz,500Hz,700Hz,900Hz)、氧化時間(20min,40min,60min)。實驗結(jié)果表明：隨著硅酸鈉濃度的升高,陶瓷膜層中γ-Al2O3的含量降低,陶瓷膜層的表面孔隙率及孔徑不斷減小,膜層的厚度及表面粗糙度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,其耐腐蝕性能隨著硅酸鈉濃度的升高而升高,當(dāng)硅酸鈉濃度為20g/L時,陶瓷膜層的耐腐蝕性能最佳；隨著電流密度的增加,陶瓷膜層中γ-Al2O3的含量隨之降低,其表面孔隙率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,膜層膜表面微孔的孔徑、表面粗糙度及厚度越來越大,膜層的耐腐蝕性能先上升后下降,當(dāng)電流密度為10A/dm2時,膜層的耐腐蝕性能最佳；隨著頻率的上升,陶瓷膜層中γ-Al203的含量降低,膜層的表面孔隙率呈增大趨勢,孔徑及表面粗糙度呈減小趨勢,膜層厚度先上升后下降,膜層的耐腐蝕性能不斷上升,當(dāng)電源頻率為900Hz時,膜層的耐腐蝕性能最佳；隨著氧化時間的延長,陶瓷膜層中γ-Al203的含量降低,表面孔隙率呈現(xiàn)下降趨勢,孔徑、表面粗糙度及厚度呈現(xiàn)增大趨勢,膜層的耐腐蝕性降低,當(dāng)氧化時間為20min時,膜層的耐腐蝕性能最佳。鋁合金基體的致密層的厚度、疏松層的厚度及總厚度均低于FSW焊縫基體,這是因為FSW焊縫的起弧電壓低于鋁合金的起弧電壓(181V260V), FSW焊縫停留在普通陽極階段及火花放電現(xiàn)象階段的時間短,且由于火花放電階段的成膜速率較低,故在火花放電階段停留的時間越短,陶瓷膜層的厚度越大。
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：1271304