铸造铝合金微弧氧化关键技术研究

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AC7A作为一种新型的铝镁系铸造合金,因其与其他铝镁系铝合金相比具有伸长率大、机加工性及耐腐蚀性好等特点,目前被广泛应用于轮胎行业的模具制作方面。微弧氧化技术是一种新兴的在阀金属表面原位生成一层陶瓷膜层的表面改性技术,该技术极大的提高了机体膜层的硬度、耐蚀性等性能,并且工艺过程对环境较为友好,正日渐广泛的应用于航空航天及汽车制造等领域中。微弧氧化过程涉及到多个学科领域,成膜过程非常复杂,微弧氧化膜的硬度、耐磨耐蚀性虽有较大提高但仍不能很好的满足使用条件等问题,促使我们需要更加深入全面地了解研究微弧氧化过程进而通过新的处理方法、电解液配方、电参数优化等改善膜层性能。本文主要通过正交实验法,分析比较了电参数对膜层性能的影响;通过对AC7A试样先进行复合预处理,即将试样放入自己制做的超声喷丸装置中,在不同浓度的Y(NO3)3预处理溶液中对AC7A铝合金试样进行超声喷丸预处理,研究了该方法对微弧氧化成膜过程及氧化膜表面形貌、膜层厚度、耐腐蚀性能等的影响;同时提出一种新的针对微弧氧化陶瓷层的封孔方式:超声稀土封孔,研究了AC7A铝合金的微弧氧化陶瓷层经过超声稀土盐封孔后对其表面形貌、耐蚀性等的影响,主要内容及部分结论如下:(1)建立了L9(34)正交试验表,选取厚度、表面粗糙度、显微硬度作为AC7A铝合金微弧氧化膜层性能的评价指标,并通过综合的比较分析陶瓷层的各项性能指标后确立所研究电参数(电流密度、脉冲频率、占空比)范围的最优组合值:当电流密度为20A/dm2,脉冲频率为600Hz,占空比为10%时,膜层的综合性能达到最佳。同时研究了电参数对膜层表面形貌及耐腐蚀性的影响。(2)选取了不同浓度的Y(NO33溶液作为预处理溶液对AC7A铝合金进行超声喷丸复合预处理,研究了预处理溶液中Y(NO3)3的浓度对AC7A铝合金微弧氧化层性能的影响。该复合预处理方法提高了微弧氧化陶瓷层的生成速率,降低了反应过程消耗的能量,在合适的预处理溶液浓度下使陶瓷层结构得到一定细化,更加均匀、致密,耐蚀性、硬度等性能提高。(3)将Y2O3溶液作为封孔处理溶液,并与超声波相结合对AC7A铝合金微弧氧化陶瓷层进行封孔处理,研究并分析了该封孔处理方式对AC7A铝合金陶瓷层的表面形貌、耐蚀性等性能的影响。
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