7075鋁合金微弧氧化陶瓷膜的制備工藝優(yōu)化及摩擦學特性研究.pdf

1、為提高7075鋁合金的耐磨耐蝕性能，采用微弧氧化技術(shù)在鋁合金基體上原位生長出氧化鋁陶瓷膜。本課題采用 SEM，XRD，EDS，電化學工作站等方法分析了陽極電流密度、陰陽極電流密度比和兩種電解液添加劑對陶瓷膜的微觀結(jié)構(gòu)、物相組成、元素成分和電化學腐蝕特性的影響，進而優(yōu)化工藝參數(shù)，制備出綜合性能表征最佳的陶瓷膜。最后采用高速往復式摩擦磨損試驗機研究了陶瓷膜的干滑動摩擦特性，采用銷-盤式摩擦磨損試驗機研究了陶瓷膜在純水和質(zhì)量分數(shù)3.5％的 N

2、aCl溶液介質(zhì)中的濕滑動摩擦特性，探討了陶瓷膜在鹽水介質(zhì)中的腐蝕與磨損交互作用，得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）陽極電流密度是微弧氧化膜生長的主要動力，其厚度隨Ja的增大而增大，受 Jc/Ja的影響很小。當Ja≥8 A/dm2時，增大 Jc/Ja對陶瓷膜生長有一定的促進作用。當Ja=12A/dm2， Jc/Ja=0.8時，所制備陶瓷膜的厚度最厚，硬度最高，耐蝕性最好，致密性最佳。
　?。?）電解液中加入Ce(NO3)3添加劑

3、可顯著促進膜層增厚，改善膜層的致密性，提高其硬度和耐磨性，當Ce(NO3)3濃度為0.12g/L時，制備的微弧氧化膜層耐磨性最佳。
　?。?）電解液中加入H2O2添加劑可顯著提高膜層的生長速率，促進膜層增厚，當H2O2濃度為6ml/L時，所得膜層致密性更好，硬度最高，表明向電解中添加適宜濃度的H2O2也能顯著改善膜層的質(zhì)量。
　?。?）在室溫空氣介質(zhì)中，對偶件為Φ5mm GCr15鋼球，7075鋁合金的摩擦系數(shù)在0.8~2，

4、陶瓷膜的摩擦系數(shù)在0.4~0.65，陶瓷膜的相對耐磨性是鋁基體的4倍以上。載荷對陶瓷膜摩擦系數(shù)的影響比滑動速度更為顯著。隨著載荷和轉(zhuǎn)速的增加，陶瓷膜的磨損機制為典型的磨粒磨損機制，局部區(qū)域表現(xiàn)為氧化磨損和粘著磨損。
　?。?）純水介質(zhì)中，對偶件為Φ4.8mm GCr15鋼銷，陶瓷膜的摩擦系數(shù)處在0.2~0.35，相比在空氣介質(zhì)中其摩擦系數(shù)顯著降低。陶瓷膜的相對耐磨性是GCr15鋼的14倍以上，其耐磨性遠優(yōu)于GCr15鋼。陶瓷膜主要