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铝及铝合金具有密度小、比强度大、易成型等优良的性能,在工程领域得到了越来越广泛的应用。阳极氧化处理可以进一步提高铝及铝合金的表面性能,其中硬质阳极氧化处理对表面性能的提高更为显著,近年来的发展更加引人瞩目。具有优良的减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层在工程上,特别是尖端技术领域有极好的应用前景,因此具有孔阵结构的氧化铝多孔膜也越来越受到了人们的关注,铝合金复合涂层技术已成为当前研究的热点之一。本论文主要研究了铝及6063铝合金复合自润滑涂层技术,主要工艺是将铝及6063铝合金先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。本论文针对以下两个方面进行了研究:(1)铝合金的常温硬质阳极氧化技术。硬质阳极氧化工艺在制备复合涂层的过程中是第一道工序,也是最关键的工序,其工艺较复杂,影响参数较多且易波动。本文重点研究了以硫酸为基础电解液并添加其他辅助添加剂的混酸体系中的6063铝合金的硬质阳极氧化行为。探讨了电解质成分、浓度、电流密度、氧化温度、氧化时间等因素与氧化膜的膜孔形貌及性能之间的关系。实验结果表明:选择C链较短的草酸作为主要辅助添加剂所形成的氧化膜膜孔较大,氧化膜孔排列有序,分布均匀,大小均一,有利于后续复合涂层的制备。实验采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对氧化膜进行分析,结果表明氧化膜的主要成分为非晶态的氧化铝,氧化膜的厚度随着电流密度增加和氧化时间的延长而增厚,并且在18~25℃的温度范围内都能得到性能良好的氧化膜。(2)复合涂层的制备工艺。实验通过真空精密热处理工艺条件的控制、PTFE乳液浓度的调整、热浸参数的选择,在6063铝合金阳极氧化膜表面获得了PTFE/Al2O3复合涂层,涂层动摩擦因数低至0.16左右。SEM和X射线能量散射谱(EDS)分析结果表明,PTFE小颗粒进入了硬质阳极氧化膜孔中,尤其是PTFE乳液浓度在80~120g/L时,PTFE颗粒可以完全的封闭小孔。磨痕SEM形貌分析证明复合涂层具有良好的耐磨性能,紧密排列在氧化膜表面及渗入微孔内的PTFE微粒起到了减磨作用。