本文關(guān)鍵詞：鋁合金表面復(fù)合搪瓷涂層的制備與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金具有密度小、重量輕、易于成形加工等優(yōu)異性能,在機(jī)械、航空航天、汽車(chē)和食品等行業(yè),可作為輕量化和節(jié)約能源的理想材料,然而其表面硬度低、耐磨性差,嚴(yán)重制約了它的應(yīng)用范圍。搪瓷為一種無(wú)機(jī)玻璃瓷釉,具有耐高溫、耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點(diǎn),鋁合金表面搪瓷化可以使其既有金屬材料的強(qiáng)度和韌性,又有搪瓷的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn),取長(zhǎng)補(bǔ)短,使得鋁合金表面性能得到提高。本文以制備具有高硬度、抗磨、耐腐蝕等優(yōu)良綜合性能的鋁合金表面搪瓷涂層為目的,選用工業(yè)上應(yīng)用較廣泛的6061鋁合金作為基體,將其表面進(jìn)行搪瓷化處理。對(duì)鋁合金試樣采取不同的預(yù)處理方法:陽(yáng)極氧化預(yù)處理、等離子噴涂Ni/Al過(guò)渡層預(yù)處理、不做預(yù)處理;通過(guò)球磨,使瓷釉粉末達(dá)到亞微米級(jí);以燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、試樣預(yù)處理作為變量,進(jìn)行正交試驗(yàn),研究不同工藝參數(shù)對(duì)搪瓷層組織和性能的影響。利用激光粒度分析儀分析球磨后的釉料粒度;利用顯微硬度計(jì)和渦流測(cè)厚儀分析涂層的硬度和膜厚;通過(guò)掃描電子顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、金相顯微鏡,觀察涂層的表面形貌以及基體與過(guò)渡層、過(guò)渡層與瓷層界面處的微觀形貌;通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)、抗機(jī)械沖擊試驗(yàn)和耐酸腐蝕試驗(yàn),測(cè)試搪瓷涂層的耐磨性、抗沖擊性以及耐酸性腐蝕等性能。研究結(jié)果表明:以涂層硬度作為考察指標(biāo),燒結(jié)的最佳工藝為陽(yáng)極氧化預(yù)處理,燒結(jié)溫度540℃,保溫時(shí)間4 min。在抗磨性、抗機(jī)械沖擊性、耐腐蝕性方面,經(jīng)陽(yáng)極氧化處理后的瓷層優(yōu)于Ni/Al噴涂預(yù)處理和未預(yù)處理的試樣。對(duì)比不同預(yù)處理試樣的表面形貌和截面形貌,陽(yáng)極氧化預(yù)處理的瓷層組織較致密,界面處結(jié)合緊密,無(wú)明顯的氣泡、微裂紋等缺陷,表面平整光潔,而Ni/Al噴涂預(yù)處理和未預(yù)處理的瓷層中存在大量氣孔、微裂紋等缺陷,表面凹凸不平,結(jié)合不牢固,界面處存在微縫。本試驗(yàn)采用亞微米級(jí)的釉料粉末,有效地縮短了原子擴(kuò)散的距離并增加了顆粒在液相中的溶解度,同時(shí)增大了系統(tǒng)的表面能和燒結(jié)推動(dòng)力,導(dǎo)致燒結(jié)速率增加和燒結(jié)溫度降低,達(dá)到低溫快燒的目的。陽(yáng)極氧化膜層表面多孔型的結(jié)構(gòu),極大的增加了其與搪瓷層的接觸面積以及釉料對(duì)過(guò)渡層的浸潤(rùn)性,同時(shí),超細(xì)熔融釉漿進(jìn)入陽(yáng)極氧化膜的微孔中與基體形成鋸齒狀的機(jī)械錨合,結(jié)合更加緊密。搪瓷層與陽(yáng)極氧化膜的錨狀結(jié)合,以及兩者結(jié)合的復(fù)雜形狀使鋁合金能夠承受更大的沖擊力,并且瓷層能夠?qū)⑹艿降牧D(zhuǎn)移一部分到鋁合金基體上,從而使搪瓷層具有良好的抗機(jī)械沖擊能力。此外,陽(yáng)極氧化膜可以有效地阻止鋁合金基體與堿性釉料因直接接觸發(fā)生反應(yīng)放出氣體,緩解瓷層與鋁合金之間的熱膨脹系數(shù)差異,起到良好的過(guò)渡作用,消除氣泡、微裂紋等缺陷,使得瓷層具有較高的致密度和光潔度。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 陽(yáng)極氧化 等離子噴涂 搪瓷 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-28
• 1.1 選題背景11
• 1.2 鋁合金表面處理技術(shù)概述11-18
• 1.2.1 電鍍與化學(xué)鍍技術(shù)12-13
• 1.2.2 轉(zhuǎn)化膜技術(shù)13-15
• 1.2.3 涂料涂裝技術(shù)15
• 1.2.4 氣相沉積技術(shù)15-17
• 1.2.5 熱噴涂技術(shù)17-18
• 1.2.6 其他涂層技術(shù)18
• 1.3 陽(yáng)極氧化處理技術(shù)18-22
• 1.3.1 多孔型陽(yáng)極氧化膜結(jié)構(gòu)及模型19-20
• 1.3.2 多孔型陽(yáng)極氧化膜的成膜機(jī)理20-21
• 1.3.3 研究現(xiàn)狀及應(yīng)用21-22
• 1.4 等離子噴涂技術(shù)22-23
• 1.4.1 等離子噴涂的原理22
• 1.4.2 等離子噴涂的特點(diǎn)22-23
• 1.4.3 研究現(xiàn)狀及應(yīng)用23
• 1.5 搪瓷技術(shù)23-26
• 1.5.1 搪瓷釉的組成與結(jié)構(gòu)23-24
• 1.5.2 搪瓷技術(shù)的研究現(xiàn)狀24-25
• 1.5.3 鋁合金搪瓷技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用前景25-26
• 1.6 研究意義及內(nèi)容26-28
• 1.6.1 研究意義26
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容26-28
• 2 試驗(yàn)部分28-34
• 2.1 試驗(yàn)原料28-29
• 2.2 試驗(yàn)儀器29-31
• 2.2.1 試驗(yàn)操作儀器29-30
• 2.2.2 試驗(yàn)測(cè)試儀器30-31
• 2.3 試驗(yàn)方案31-34
• 3 鋁合金表面預(yù)處理與測(cè)試34-46
• 3.1 鋁合金的預(yù)處理方法34-36
• 3.1.1 陽(yáng)極氧化預(yù)處理34-35
• 3.1.2 等離子噴涂Ni/Al打底層預(yù)處理35-36
• 3.2 檢測(cè)方法36-37
• 3.2.1 厚度測(cè)試36
• 3.2.2 硬度測(cè)試36
• 3.2.3 微觀形貌觀察36-37
• 3.3 預(yù)處理試樣的試驗(yàn)結(jié)果與分析37-44
• 3.3.1 陽(yáng)極氧化正交試驗(yàn)分析37-38
• 3.3.2 陽(yáng)極氧化膜厚度分析38-39
• 3.3.3 陽(yáng)極氧化膜硬度分析39-40
• 3.3.4 陽(yáng)極氧化膜微觀形貌分析40-42
• 3.3.5 Ni/Al噴涂層顯微形貌分析42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 4 鋁合金表面搪瓷涂層的制備與測(cè)試46-68
• 4.1 搪瓷涂層的制備46-47
• 4.2 檢測(cè)方法47-49
• 4.2.1 釉料粒度測(cè)試47
• 4.2.2 硬度測(cè)試47-48
• 4.2.3 耐磨性能測(cè)試48
• 4.2.4 抗機(jī)械沖擊性能測(cè)試48
• 4.2.5 耐酸腐蝕性能測(cè)試48-49
• 4.2.6 微觀形貌觀測(cè)49
• 4.2.7 X射線衍射分析測(cè)試49
• 4.3 結(jié)果與分析49-63
• 4.3.1 搪瓷釉料的粒度分析49-51
• 4.3.2 正交試驗(yàn)分析51-53
• 4.3.3 搪瓷涂層的耐磨性測(cè)試與分析53-55
• 4.3.4 搪瓷涂層的抗機(jī)械沖擊測(cè)試與分析55-56
• 4.3.5 搪瓷涂層的耐酸腐蝕性能測(cè)試與分析56-57
• 4.3.6 搪瓷涂層的顯微形貌分析57-62
• 4.3.7 搪瓷涂層晶相分析62-63
• 4.4 機(jī)理探討63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-70
• 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果77-78
• 致謝78-79

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉偉;李偉洲;楊劍冰;劉會(huì)群;;鈦合金搪瓷涂層研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年03期

2 ;耐水搪瓷涂層及其制備方法[J];中國(guó)搪瓷;2003年Z1期

3 張春華;張松;楊洪剛;張桐;朱圣龍;王福會(huì);;高溫鈦合金表面稀土改性搪瓷涂層的制備[J];金屬熱處理;2007年11期

4 黃維琳;以強(qiáng)堿鈣鋁硼硅酸鹽玻璃為底釉的搪瓷涂層[J];玻璃與搪瓷;1973年02期

5 王士樾,程如光;遠(yuǎn)紅外線輻射搪瓷涂層及器件[J];玻璃與搪瓷;1980年03期

6 張春華,楊洪剛,張松,張希川,朱圣龍,王福會(huì);氧化鈰對(duì)搪瓷涂層組織及摩擦磨損性能的影響[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

7 關(guān)春紅,唐兆麟,王福會(huì),李世瓊;搪瓷涂層對(duì)Ti-24Al-14Nb-3V抗氧化及熱腐蝕性能的影響[J];材料研究學(xué)報(bào);2000年S1期

8 張明U

本文編號(hào)：309207