LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性

以球-面接触方式,在300μm振幅下,用umt摩擦实验机研究了频率以及水介质对ly12铝合金摩擦系数和磨损量的影响,并用动电位法对ly12腐蚀磨损前后进行了电化学测试。结果表明,随着频率的增加,ly12在两种水溶液中的摩擦系数均呈下降趋势,虽然雨水对铝合金具有减摩作用,但ly12在雨水中的腐蚀磨损量始终比在纯水中的高,从而使腐蚀磨损呈正交互作用,ly12在雨水中的腐蚀磨损机制在低频下呈典型的磨粒磨损,高频下则为磨粒磨损伴随腐蚀疲劳。

为了有效提高武器零件海上抗盐雾性能,军方要求采用有效措施,使铝合金材料能通过gjb150.11a-2009《军用装备实验室环境试验方法-盐雾试验》中的96h抗盐雾要求,通过采用表面导电氧化加封固体薄膜保护剂的工艺方法,在ly12铝合金表面成功制备具有抗盐雾功能的防护膜,依据gjb150.11a-2009进行了96h抗盐雾试验,达到了海上产品考核标准要求。

在铝酸钠溶液中,利用微等离子体氧化技术,在tc4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜,研究了陶瓷膜的相组成、形貌和陶瓷膜对钛合金耐酸腐蚀的影响.陶瓷膜由al2tio5,α-al2o3和金红石型tio2构成;整个膜层由致密层和疏松层组成.在盐酸和硫酸中陶瓷膜使得钛合金耐酸腐蚀特性提高了5倍左右.带有陶瓷膜的钛合金在硝酸中的腐蚀速率为膜层的溶解速率.

以adc12铝合金为基材,采用mao240/750微弧氧化设备制备了黑色微弧氧化陶瓷膜,采用胶带粘扯法和金相残余应力撕裂法检测陶瓷膜结合力,研究了温度、占空比和电压等能量参数对陶瓷膜结合力的影响。结果表明,温度越高,陶瓷膜与基体之间的结合情况越好,温度对结合力的影响是通过电介质的电离程度来实现的;结合力随着占空比和电压的升高而增强,电压过高,将产生烧蚀现象;陶瓷膜的结合力与致密层的厚度有关,致密层厚度越大,附着情况越好;满足工程应用的能量参数值分别为温度45℃、占空比18%和电压600v左右。

用硅酸盐体系电解液进行铝合金微弧氧化时,氧化膜表面出现白色斑点状物,影响零件质量和外观,对这种白色斑点状物进行eds和xrd成分测试,同时还对形成原因进行分析。结果表明,白色斑点状物是由sio2聚集而成。

　介绍了微等离子体氧化工艺用于铝合金表面生成黑色陶瓷膜的技术,分析了各种工艺参数对膜层色泽的影响,并讨论了着色工艺中易出现的缺陷及其解决措施。

采用模拟活塞-缸套运动形式的往复式滑动摩擦磨损试验机对比研究了铝合金微弧氧化陶瓷层、电镀硬铬镀层及耐磨磷钒铜铸铁的摩擦磨损特性;利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了油润滑条件下微弧氧化陶瓷层的磨损机制及其影响因素.结果表明:铝合金微弧氧化陶瓷层在油润滑条件下的耐磨性能显著优于电镀硬铬镀层和磷钒铜铸铁;陶瓷层中的微孔有利于改善其在油润滑条件下的耐磨性能;不同厚度的微弧氧化陶瓷层在稳定磨损阶段的磨损质量损失变化不大.

研究了脉冲频率对阳极氧化膜耐蚀性的影响。采用扫描电镜(sem)观察阳极氧化膜的微观形貌和厚度变化,采用动电位极化曲线测量方法和中性盐雾试验评价了氧化膜耐腐蚀性。结果表明,阳极氧化膜厚度随脉冲频率增大而增加,在1300hz以下时耐蚀性随频率增大而增加,1000hz时耐蚀性最好,当频率达到1300hz时氧化膜裂纹增多,耐蚀性下降。

利用微弧氧化技术在zl205a铝合金表面制备陶瓷层;用扫描电镜对膜层形貌及结构进行观察,分析了膜层典型形貌的形成过程;用x射线衍射仪对膜层相组成进行分析;对不同厚度微弧氧化膜层的试样进行盐雾试验。结果表明:所制得的膜层由α-al2o3、γ-al2o3及δ-al2o3组成;膜层厚度小于30μm时,耐蚀性能随着膜层厚度的增大提高明显,当膜厚为30～50μm时,耐蚀性能随着膜厚的增加提高幅度减小,膜厚大于50μm时,其耐蚀性能变化不明显。

以设计的a1-pb-bi-ga-in系铝合金为研究对象，采用恒电流测试，极化曲线，交流阻抗等测试方法，研究其电化学性能。结果表明，pb、bi元素均会使开路电位负移；bi元素的添加会使得工作电位正移，电流效率降低；其中a4试样铝合金在3％nacl溶液中的腐蚀溶解比较均匀，阳极极化率都比较小，电化学性能良好。

用硫酸阳极氧化法获得了铝阳极氧化膜,并在100℃的沸水中进行封孔。用电化学法优化了沸水封孔条件,根据塔菲尔曲线得到封闭液最佳ph值为5.5~6.5,最佳封闭时间为20min。

ZL101A铸铝合金和LY12硬铝同槽硬氧化的研究

ly12铝板性能（成分）介绍 ly12铝板在不同温度下的典型抗拉、屈服性能。 合金和状态温度抗拉极限mpa屈服极限mpa伸长率% ly12-t4t351-ly12-t6t651ly12-cz 温度抗拉极限mpa屈服极限mpa伸长率% ly12铝合金应用范围 ly12铝板广泛应用于飞机结构（蒙皮、骨架、肋梁、隔框等）、铆钉、导弹构件、卡车 轮毂、螺旋桨元件及其他各种结构件。 ly12铝板（铝棒）化学成分（%） 硅si:0.50铁fe:0.50铜cu:3.8～4.9锰mn:0.3～0.9镁mg:1.2～1.8铬 cr:0.10镍ni:-- 锌zn:0.25钛ti:0.15其它:0.15铝al:余量 力学性能 抗拉强度σb(mpa)：205～420 伸长率δ10(%)：12～15

硅酸钠是影响微弧氧化过程和微弧氧化膜结构的重要因素之一。采用恒压模式,以na2sio3,ch3coona,edta.2na为溶液,在tc4钛合金表面微弧氧化制备了陶瓷涂层,研究了na2sio3浓度对起弧电压,电极电流,陶瓷膜厚度、表面形貌、粗糙度以及陶瓷膜相组成的影响。结果表明:na2sio3有降低起弧电压和电极电流的作用;随na2sio3浓度的增大,陶瓷膜厚度、表面粗糙度增加;陶瓷膜层主要由锐钛矿型tio2、金红石型tio2和无定型硅氧化物相组成,随na2sio3浓度的增加,陶瓷膜中的无定型硅氧化物相对含量增加。

采用室内海水浸泡试验、铜离子浸泡试验、电偶试验等方法研究了微弧氧化层和封孔处理对6061铝合金耐海水腐蚀性能的影响。结果显示,微弧氧化后铝合金在海水中的腐蚀形貌为点蚀,封孔处理可明显降低点蚀的发生。与铜合金偶合对微弧氧化铝合金的腐蚀加速较大,在实际使用中应尽量避免两种材料的电接触。

　为了给研究微弧氧化起弧的能量临界条件奠定基础,以达到制备高产能、低能耗微弧氧化装备的目的,对微弧氧化起弧前后不同氧化时间的铝合金6061试样进行了电性能测试、能谱成分分析和扫描电镜表面形貌分析,测定了微弧氧化起弧的表面临界条件,揭示了起弧前试样表面变化过程和起弧后陶瓷层的生长特点。实验结果表明:铝合金起弧的表面临界条件是试样的整个表面覆盖一层电阻为04ω的alxoy膜;起弧前,非晶态alxoy氧化物以点面方式生长;起弧后,起弧面呈树枝状生长,膜层电阻快速增大。

收稿日期:2009-05-27;修回日期:2009-07-22 基金项目:河南省教育厅科技攻关项目(2009a150010) 作者简介:王爱荣,1965年出生,教授,从事应用化学的教学和研究工作。e-mai:lwair@hist.edu.cn 5a05铝合金黑色氧化膜的结构及耐蚀性能 王爱荣朱芳坤杨凤霞安彩霞 (河南科技学院化学化工学院,新乡453003) 文摘用两步化学氧化法在铝合金表面获得了黑色氧化膜。利用全浸渍腐蚀试验及电化学极化曲线评 价了膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜观察膜的表面形貌,采用能量散射谱(eds)测定膜的成分。结果表 明:铝合金的黑色氧化膜具有网块状结构,膜层主要由o、al、mn、co、cr五种元素所组成,未经封闭的铝合金 氧化膜的耐蚀性能很差,而经重铬酸钾封闭后,耐

通过2a14铝合金微弧氧化工艺研究,得出电流密度的增大以及微孤氧化时间的增长,微弧氧化陶瓷膜层的厚度随之增加,硬度也随之增大.2a14铝合金微弧氧化的最优工艺参数为:电流密度9a/dm2～11a/dm2,时间1.5h,占空比50％,频率200hz.

以往就纯钛材表面微弧氧化陶瓷层表面积对提供羟基磷灰石生长条件的研究不多,为此,在na2hpo4电解液中,采用微弧氧化法在纯钛材表面制得多孔结构的二氧化钛陶瓷层。研究了正向电压、频率对微弧氧化陶瓷层组织结构的影响。结果表明,随正向电压升高,膜厚增加,孔径增大,表面变得粗糙;随频率的增加,膜层表面变得光滑,孔径减小,膜厚减小;在正向电压450v、频率600hz时得到均匀的多孔结构;陶瓷层主要由锐钛矿型tio2和少量非晶组成,有利于羟基磷灰石生长。

采用电弧喷涂方法在az91d镁合金表面喷涂al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性实验。结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的al涂层;电弧喷涂al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性。

为了制定合理的铝合金板多道次成形工艺,需确定每道次的粗晶临界应变.通过将单向拉伸试件拉伸到不同预应变,然后热处理测定晶粒度的方法,分别研究了不同预变形对退火和淬火热处理后ly12铝合金板晶粒度的影响.结果表明,不同预变形对退火热处理后晶粒度无影响;对淬火热处理后晶粒度影响显著,而且存在一个临界应变,当预应变大于该临界应变时,晶粒突然长大.对于包铝层,该临界应变小于0.8%;对于基体,该临界应变在4%左右.对于ly12铝合金板多道次成形工艺设计,退火前道次极限变形量的制定不需考虑粗晶影响,淬火前道次变形量的制定需考虑粗晶临界应变.

蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了ly12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出ly12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件abaqus分析了筋板类ly12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。