發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 16:09

  本文關(guān)鍵詞：ZL104化學(xué)轉(zhuǎn)化—微弧氧化復(fù)合工藝的研究

  更多相關(guān)文章： ZL104鋁合金 微弧氧化 預(yù)鈍化膜 起弧時(shí)間 低能耗

【摘要】：鑄造鋁硅合金具有優(yōu)良的物理性能和力學(xué)性能,并且儲(chǔ)量非常豐富,因而被廣泛應(yīng)用于電子通訊、航空航天、汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域。但鑄造鋁硅合金存在表面硬度低、耐蝕性能較差的問題,限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。因此,需對(duì)其進(jìn)行一定的表面處理,以改善其表面性能。微弧氧化是一種從陽極氧化基礎(chǔ)上發(fā)展而來的表面處理技術(shù),它是通過化學(xué)、電化學(xué)、物理化學(xué)、等離子體化學(xué)等多重機(jī)制共同作用,在閥金屬表面原位生成一層與基體呈冶金結(jié)合的陶瓷膜層的過程。與其他表面處理手段相比,微弧氧化技術(shù)具有對(duì)環(huán)境污染小、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備易操作等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)采用該技術(shù)可制備出硬度高、耐蝕性好的陶瓷膜。但因鑄造鋁硅合金中存在較多的硅元素,在微弧氧化初期很難在其表面形成鈍化膜,導(dǎo)致起弧時(shí)間過長,整個(gè)過程的能耗過大。本文針對(duì)硅對(duì)微弧氧化起弧和能耗的不利影響,提出了切實(shí)可行的解決方案。通過在ZL104鋁合金表面預(yù)先制備一層鈍化膜來覆蓋基體表面上的硅元素,從而抑制硅在微弧氧化初期的影響,達(dá)到縮短起弧時(shí)間,降低能耗的目的。當(dāng)處理時(shí)間為3min時(shí),預(yù)鈍化膜對(duì)基體表面硅的覆蓋程度高達(dá)86.02%,起弧時(shí)間從168s大幅縮短至52s,起弧電壓從289V降低至190V,能耗從7.7869kw·h/(m2·μm)降低至4.5448kw·h/(m2·μm)。采用SEM、EDS、XRD等檢測(cè)手段對(duì)在有預(yù)鈍化膜條件下制得的微弧氧化膜層微觀形貌、截面和組織成分進(jìn)行分析,并對(duì)陶瓷膜的硬度、耐蝕性、粗糙度等性能進(jìn)行表征。膜層的主要組成相為γ-Al2O3,同時(shí)還含有少量的α-Al2O3和Si O2。較不經(jīng)過預(yù)鈍化膜處理的試樣制備出的陶瓷膜,膜層厚度從5.3μm增加到10.5μm;膜層生長速率從0.367μm/min增加到0.7μm/min;其腐蝕電流密度從0.7031μA·cm-2降低至0.3140μA·cm-2;膜層表面顯微硬度從517.7 HV提高到617.8HV;表面粗糙度從0.63μm增大到0.91μm。
【關(guān)鍵詞】：ZL104鋁合金 微弧氧化 預(yù)鈍化膜 起弧時(shí)間 低能耗
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 鋁及其合金表面處理技術(shù)11-14
• 1.2.1 電鍍11-12
• 1.2.2 化學(xué)鍍12
• 1.2.3 陽極氧化12-13
• 1.2.4 激光處理法13
• 1.2.5 磁控濺射法13-14
• 1.3 微弧氧化技術(shù)14-23
• 1.3.1 微弧氧化技術(shù)發(fā)展概況14-15
• 1.3.2 微弧氧化工藝過程15-17
• 1.3.3 微弧氧化技術(shù)的特點(diǎn)17-18
• 1.3.4 微弧氧化技術(shù)的影響因素18-20
• 1.3.5 Al-Si合金微弧氧化技術(shù)的研究20-23
• 1.4 本文研究目的、思路及主要研究內(nèi)容23-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與研究方法25-33
• 2.1 微弧氧化實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料26-28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及生產(chǎn)廠家28
• 2.4 預(yù)鈍化膜的制備28-29
• 2.5 微弧氧化陶瓷膜的制備29-30
• 2.5.1 試樣的前處理29
• 2.5.2 微弧氧化處理29
• 2.5.3 試樣的后處理29-30
• 2.6 預(yù)鈍化膜和微弧氧化陶瓷膜性能的表征30-32
• 2.6.1 微弧氧化膜層厚度測(cè)試30
• 2.6.2 微弧氧化膜層粗糙度測(cè)試30
• 2.6.3 微弧氧化膜層硬度測(cè)試30
• 2.6.4 微弧氧化膜層附著力檢測(cè)30-31
• 2.6.5 微弧氧化膜層微觀形貌及化學(xué)成分分析31
• 2.6.6 膜層相組成分析31
• 2.6.7 預(yù)鈍化膜和微弧氧化膜耐蝕性能分析31-32
• 2.7 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線32-33
• 第三章 ZL104 預(yù)鈍化膜的制備33-41
• 3.1 前言33
• 3.2 ZL104 預(yù)鈍化膜工藝33-35
• 3.2.1 鈦/鋯轉(zhuǎn)化膜33-34
• 3.2.2 鈰/錳轉(zhuǎn)化膜34-35
• 3.3 預(yù)鈍化膜工藝的選取35-39
• 3.3.1 轉(zhuǎn)化膜電化學(xué)阻抗譜分析35-37
• 3.3.2 轉(zhuǎn)化膜的膜層形貌和組織結(jié)構(gòu)分析37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 ZL104 化學(xué)轉(zhuǎn)化-微弧氧化復(fù)合工藝41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 恒流模式下ZL104 的微弧氧化工藝41-43
• 4.2.1 電參數(shù)和電解液配方的選取41-42
• 4.2.2 微弧氧化電壓-時(shí)間曲線對(duì)比42-43
• 4.3 預(yù)鈍化膜對(duì)膜層成分、表面及截面的影響43-50
• 4.3.1 微弧氧化不同階段表面形貌和成分對(duì)比43-46
• 4.3.2 微弧氧化膜層厚度和截面對(duì)比46-48
• 4.3.3 微弧氧化膜層XRD對(duì)比48-49
• 4.3.4 微弧氧化膜層表面形貌對(duì)比49-50
• 4.4 預(yù)鈍化膜對(duì)微弧氧化膜層性能的影響50-54
• 4.4.1 微弧氧化膜層表面粗糙度對(duì)比50-51
• 4.4.2 微弧氧化膜層硬度對(duì)比51-52
• 4.4.3 微弧氧化膜層附著力對(duì)比52-53
• 4.4.4 微弧氧化膜層耐蝕性對(duì)比53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 預(yù)鈍化膜對(duì)微弧氧化起弧和能量消耗的影響55-69
• 5.1 引言55-56
• 5.2 預(yù)鈍化膜對(duì)微弧氧化單位能耗、起弧時(shí)間和起弧電壓的影響56-62
• 5.2.1 雙極性脈沖波微弧氧化能耗計(jì)算方法56-57
• 5.2.2 有無預(yù)鈍化膜能耗和起弧對(duì)比57-59
• 5.2.3 不同處理時(shí)間預(yù)制備膜對(duì)微弧氧化能耗和起弧的影響59-62
• 5.3 預(yù)鈍化膜對(duì)微弧氧化初期影響機(jī)理探討62-67
• 5.3.1 鑄造鋁硅合金微弧氧化陶瓷層的生長模型62-66
• 5.3.2 預(yù)鈍化膜在微弧氧化初期的影響66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 全文總結(jié)及展望69-71
• 一 結(jié)論69-70
• 二 實(shí)驗(yàn)展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀碩士期間取得的研究成果77-78
• 致謝78-79
• 附件79

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 豆琦;李文芳;張果戈;萬小芳;;AZ91D鎂合金黑色陶瓷膜的低能耗微弧氧化制備工藝[A];第十屆全國轉(zhuǎn)化膜及表面精飾學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

2 龍迎春;李文芳;張果戈;于非;;6063鋁合金微弧氧化黑色膜層的制備及耐蝕性研究[A];第九屆全國轉(zhuǎn)化膜及表面精飾學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

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本文編號(hào)：882592