电源工作模式对6063铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织与性能的影响

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6063铝合金具有密度低、易于加工成型、重量轻、强度高等特性,在建筑、汽车和民用工业领域等行业应用范围较为宽广。但是,6063铝合金的硬度低、耐磨性及其耐腐蚀性差与因自身的化学属性易于发生腐蚀等缺点,从而严重制约了其广泛应用。以6063铝合金为基材,通过微弧氧化技术制备陶瓷膜层,可以显著提升其耐磨和耐腐蚀等性能。本文重点研究了不同电源工作模式对6063铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观组织结构及其性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高温摩擦磨损仪、电化学工作站等仪器对所制备膜层分析。主要结论如下:(1)在硅酸盐体系中制备6063铝合金MAO膜层,探索恒压、恒流、先恒流再恒压、先恒压再恒流四种不同电源工作模式对6063铝合金微弧氧化膜层的影响。结果显示,通过四种微弧氧化模式的比较,先恒流再恒压电源模式下制得的微弧氧化陶瓷膜层致密性最好,摩擦系数最小,结合力强,粗糙度低,且其耐腐蚀性能最好。(2)采用恒流变压交互电源工作模式,分别控制电压值为475 V,500V,525 V,550 V,575 V,探究不同电压值对MAO膜层影响。实验表明,控制电压值为525 V,此时膜层均匀平整。运用EDS面扫描对3.5 wt.%Na Cl溶液中浸泡224 h制备的试样进行测试的结果显示,当电压值为525V时,MAO膜层有更好的耐腐蚀性,同时MAO膜层在摩擦磨损实验中表现出更好的耐磨性。(3)采用先恒流一定时间再恒压不同时间交互作用电源模式,控制恒压(525 V)微弧氧化时间为5 min、10 min、15 min、20 min、25 min,探究了不同时间对MAO膜层的影响。研究发现,当恒压时间为20 min时,MAO膜层变得更为细致、光滑,并且耐磨性好,MAO膜层有更好的耐腐蚀性。
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