【摘要】：WE54鎂合金是Mg-Y-Nd系中商用較廣的一種鎂合金,因WE54鎂合金具有高強(qiáng)度、耐熱性好、密度小、抗蠕變性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在各行各業(yè)中,得到了一定程度上的應(yīng)用,但是由于耐腐蝕性能較弱,而嚴(yán)重制約了其應(yīng)用。為了加強(qiáng)WE54鎂合金的耐腐蝕性能,在不改變?cè)谢w主要性能的同時(shí)對(duì)其做表面加工是較為合理和有效的途徑。微弧氧化技術(shù)是一種環(huán)保、操作簡(jiǎn)單及其加工效果較好的特種加工方法,在各種金屬表面加工中都有廣泛應(yīng)用。超聲也是目前應(yīng)用較廣的一種工藝手段,尤其在醫(yī)療材料的制備和工業(yè)清洗設(shè)備中得到了很好的應(yīng)用,超聲的空化效應(yīng)更是在很多科研領(lǐng)域中得到應(yīng)用。本文以WE54鎂合金為研究對(duì)象,采用超聲和微弧氧化復(fù)合加工工藝的方法來制備陶瓷氧化膜。在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)原有的微弧氧化設(shè)備進(jìn)行改裝,將超聲波發(fā)生器及其換能器與微弧氧化的電解液槽形成有效的整體。通過常規(guī)的微弧氧化加工來探索WE54鎂合金微弧氧化的電解液組成成分,確定不同成分在電解液中的含量,確定最終電解液配方。利用正交實(shí)驗(yàn)法分析各工藝參數(shù)對(duì)生成膜層的影響,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立膜層厚度和超聲微弧氧化工藝參數(shù)之間的預(yù)測(cè)模型,通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較了普通微弧氧化和超聲微弧氧化的膜層厚度和耐蝕性。本文主要研究?jī)?nèi)容和得到的相應(yīng)結(jié)論如下:(1)通過觀察法,顯微硬度測(cè)試,表面粗糙度測(cè)試等檢測(cè)方法,得到微弧氧化反應(yīng)較好的電解液組成,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電解液由硅酸鈉、氫氧化鈉、六偏磷酸鈉、氟化鈉和甘油配置而成時(shí),微弧氧化反應(yīng)過程平穩(wěn),得到膜層的顯微硬度和表面粗糙度最好,并且反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)氟化鈉濃度的大小會(huì)對(duì)微弧氧化反應(yīng)的火花燒蝕有一定控制作用。(2)建立了L_9(3~4)正交試驗(yàn)表,將膜層的厚度、顯微硬度和表面粗糙度作為WE54鎂合金超聲微弧氧化膜層的性能檢測(cè)指標(biāo),對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過對(duì)各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)的綜合分析得出:電流密度大小為6A/dm~2,脈沖頻率為700HZ,超聲功率為100W時(shí),膜層的厚度,顯微硬度,表面粗糙度達(dá)到最佳。通過分析得出,三項(xiàng)參數(shù)的影響程度依次為:電流密度超聲功率脈沖頻率。(3)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),參考正交試驗(yàn)表的數(shù)據(jù),建立BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲微弧氧化膜層厚度的預(yù)測(cè)。通過檢驗(yàn)分析,預(yù)測(cè)得出的各工藝參數(shù)對(duì)膜層的性能指標(biāo)的影像趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)論相吻合。由此,所建立的模型可以對(duì)超聲微弧氧化技術(shù)進(jìn)行定性的分析。(4)研究超聲空化作用對(duì)微弧氧化反應(yīng)過程的影響,利用侵泡實(shí)驗(yàn)對(duì)獲得膜層進(jìn)行初步的腐蝕性能檢測(cè),經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)超聲微弧氧化膜層比微弧氧膜層耐蝕時(shí)間更長(zhǎng)。利用電化學(xué)工作站對(duì)基體材料、微弧氧化膜層和超聲微弧氧化膜層進(jìn)行極化曲線測(cè)試,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,比較各膜層相對(duì)于基體材料耐腐蝕性能的強(qiáng)弱。檢測(cè)得到膜層的耐蝕性依次為:超聲微弧氧化膜層微弧氧化膜層基體材料。
【圖文】：

擊穿方式

4圖 1.2 微弧氧化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1.2 Applicationsof Micro-arcoxidationtechnology in theindustry
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG178

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696070