ADC12高硅铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织与性能的研究

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ADC12高硅铝合金具有廉价、流动性好、良好的压铸成型性能、可塑性强等特点,适用于纺织、传感器支架和航天航空等领域。但是ADC12高硅铝合金在腐蚀环境下容易被腐蚀和被磨损。因此,寻找提高ADC12高硅铝合金耐腐蚀和耐磨性的方法具有重要意义。微弧氧化技术(micro-arc oxidation,MAO)是铝合金和镁合金表面改性使用最为广泛的技术,也是国内外学者研究、开发最深入的技术。该技术绿色环保、操作简单,可适用于大型复杂工件的表面改性,提高了基体的耐腐蚀性。纺织机械领域中的纺杯一般是由ADC12高硅铝合金铸造而成。纺杯通过高速回转对原棉进行输送,且原棉中含有昆虫的分泌物等腐蚀介质,使其服役过程中受到纤维的磨损,以及环境的腐蚀。因此,研究对微弧氧化ADC12高硅铝合金在纺织行业等工业上的推广和应用具有实用意义。为此,本文利用扫描电镜、电化学工作站、高温磨损试验机研究分析了电源模式、恒压/恒流、氧化时间对ADC12高硅铝合金微弧氧化膜层的组织与性能的影响。主要结论如下:(1)单极性/双极性脉冲恒流模式、交流模式的试验中,在ADC12高硅铝合金表面镀上一层膜,有效地避免磨损带来的机械性能的降低,有效地提高在腐蚀环境中的使用,显著提高ADC12高硅铝合金的使用寿命,其中的双极性脉冲恒流模式能够更好的提高ADC12铝合金的耐磨性。(2)恒压、恒流、先恒流再恒压、先恒流再恒压四种方式的试验中,恒压50 min制备的膜层的厚度最厚,而先恒流15 min再恒压35 min降低了膜层的厚度。(3)恒压、恒流、先恒流再恒压、先恒压再恒流四种方式的试验中,具体的耐蚀性表现为:在腐蚀前期(0 h—12 h)中,先恒压15 min再恒流35 min制备的膜层的耐腐蚀性高;在腐蚀中期(24 h—120 h)中,单独恒流50 min制备的膜层耐腐蚀性高;在腐蚀后期(240 h—360 h)中,先恒流15 min再恒压35 min的耐腐蚀性较高;这表明先恒压15 min再恒流35 min或者先恒流15 min再恒压35 min的组合可以提高膜层的耐腐蚀性。(4)ADC12高硅铝合金MAO膜层厚度受到氧化时间的影响,随着恒流氧化时间的增加而增加。(5)先恒压15 min再恒流不同氧化时间的试验中,MAO膜层的磨损速率随着恒流的氧化时间的增加而出现先增大后保持平缓的趋势。(6)先恒压15 min再恒流不同氧化时间的试验中,在恒流氧化时间50 min前,MAO膜层的耐蚀性随着恒流氧化时间的增加而提高;到恒流氧化时间50 min后,由于膜层出现微裂纹,MAO膜层的耐蚀性开始下降。
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