欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種用于制備鋁合金表面微弧氧化膜的復(fù)合納米電解液其應(yīng)用的制作方法

文檔序號:12416540閱讀:354來源:國知局
一種用于制備鋁合金表面微弧氧化膜的復(fù)合納米電解液其應(yīng)用的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及鋁合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于制備鋁合金表面微弧氧化膜的復(fù)合納米電解液其應(yīng)用。



背景技術(shù):

微弧氧化技術(shù),又稱微等離子體氧化,陽極火花沉積或火花放電陽極氧化,是在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的表面處理技術(shù)。鋁合金在電解液中通過高壓放電作用,其表面生成一層與基體以冶金方式結(jié)合的氧化鋁為主的陶瓷層,陶瓷質(zhì)的高硬度、高阻抗和高穩(wěn)定性滿足鋁合金防海水腐蝕、高溫?zé)嵛g和改善耐磨等性能要求。該氧化膜結(jié)合力優(yōu)良,并且硬度、耐磨性以及強(qiáng)度較高。但該氧化膜的微觀組織結(jié)構(gòu)中容易產(chǎn)生缺陷和裂紋,大幅降低氧化膜中殘余應(yīng)力,從而影響其實(shí)際應(yīng)用。影響鋁合金微弧氧化膜綜合性能有兩大因素:1)外部電參數(shù)的控制;2)配套微弧氧化電解液的優(yōu)化。本發(fā)明從這兩方面對制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,從而達(dá)到改善鋁合金微弧氧化陶瓷膜的綜合性能目的。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明目的在于提供一種用于制備鋁合金表面微弧氧化膜的復(fù)合納米電解液其應(yīng)用,通過研發(fā)一種新型復(fù)合型納米添加劑,將其加入到基礎(chǔ)電解液中,并結(jié)合外部電參數(shù)控制模式,可有效抑制鋁合金微弧氧化陶瓷膜微觀組織結(jié)構(gòu)中的缺陷和裂紋產(chǎn)生,大幅降低氧化膜中殘余應(yīng)力,達(dá)到改善鋁合金微弧氧化陶瓷膜的綜合性能目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:

一種用于制備鋁合金表面微弧氧化膜的復(fù)合納米電解液,該復(fù)合納米電解液是由初始處理電解液和二次處理復(fù)合電解液兩部分組成;所述初始處理電解液由氫氧化鈉和硅酸鈉溶于水中形成;所述二次處理納米復(fù)合電解液是由基礎(chǔ)電解液、輔助添加劑和納米復(fù)合添加劑組成,其中:所述基礎(chǔ)電解液是由硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽中至少一種和氫氧化鈉溶解于水中形成的溶液,所述輔助添加劑為鉬酸鹽、苯并三氮唑和蘋果酸鹽中的一種或幾種,所述納米復(fù)合添加劑由納米氧化鎂和納米氧化釔組成。

所述初始處理電解液中各組分含量如下:

氫氧化鈉 4.5~5g/L;

硅酸鹽 3.5~4g/L;

水 余量。

所述二次處理納米復(fù)合電解液中,所述基礎(chǔ)電解液中溶質(zhì)的總濃度為8~23.2g/L,所述輔助添加劑的總濃度為1.7~2.3g/L,所述納米復(fù)合添加劑的總濃度為0.9~2.5g/L。該二次處理復(fù)合納米電解液的種類和組成優(yōu)選如下:

利用上述復(fù)合納米電解液用于制備鋁合金表面微弧氧化膜,制備過程采用兩步氧化法,具體如下:

(1)將鋁合金工件置于所述初始處理電解液中進(jìn)行氧化處理,電流密度控制在3~5A/dm2之間,氧化10min后取出;

(2)將步驟(1)氧化后的鋁合金工件放入所述二次處理復(fù)合電解液中,然后向所述電解回路施加高頻復(fù)合載波對工件表面進(jìn)行氧化處理,電流密度控制在8~20A/dm2之間,每次處理時間為15min,處理次數(shù)3~8次。

步驟(2)中,所述高頻復(fù)合載波由脈沖波和高頻載波組成;所述脈沖波的參數(shù)為:脈沖電壓頻率為100~400Hz,正向電壓幅值為250~400V,正向脈寬為0.6ms,負(fù)向電壓幅值為450~700V,負(fù)向脈寬為0.4ms;所述高頻載波的參數(shù)為:電壓幅值為50~300V,高頻載波頻率為2000~3000Hz。

所述脈沖波的占空比為以下四種情況之一:1)正向占空比0%,負(fù)向占空比0%;2)正向占空比10%,負(fù)向占空比10%;3)正向占空比10%,負(fù)向占空比20%;4)正向占空比10%,負(fù)向占空比30%。

所述鋁合金為LY11、LY12、LC4、2A70、ZL205、LY16、2024、5083、6063或純鋁。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:

1、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明采用納米氧化鎂和納米氧化釔組成的混合添加劑,將其加入基礎(chǔ)電解液中,并與輔助添加劑協(xié)同作用,可以生成優(yōu)質(zhì)的陶瓷膜層,顯著改善膜層的硬度、耐磨性、耐蝕性等綜合性能,氧化陶瓷膜表面平整,孔隙率和微裂紋大幅較少,微觀組織結(jié)構(gòu)分布均勻。

2、納米氧化鎂可以有效抑制氧化膜中α-Al2O3相晶粒長大,保證微弧氧化鋁陶瓷形成微晶結(jié)構(gòu),納米氧化釔可降低燒結(jié)溫度,拉寬燒結(jié)溫度范圍,晶界結(jié)合性能良好。因此,在微弧氧化電解液中引入復(fù)合納米添加劑可以降低,α-Al2O3相轉(zhuǎn)化溫度、細(xì)化晶粒,從而降低微弧氧化陶瓷膜中裂紋和缺陷的形成,使微弧氧化陶瓷膜的殘余應(yīng)力小且分布均勻。

3、施加高頻復(fù)合載波可以控制微弧噴發(fā)強(qiáng)度與燒結(jié)強(qiáng)度的轉(zhuǎn)化,抑制微等離子體的在沖擊氧化時的弧光噴發(fā)現(xiàn)象,使能量施加合理有效地用于Al2O3相轉(zhuǎn)化,優(yōu)化兩種晶態(tài)共同生長轉(zhuǎn)化過程,獲得具有致密性、均勻性和穩(wěn)定性的微觀結(jié)構(gòu)。

4、本工藝中所采用高頻復(fù)合載波和納米添加劑可同時實(shí)現(xiàn)抑制微弧噴發(fā)強(qiáng)度和降低相轉(zhuǎn)化溫度,在保證獲得優(yōu)異氧化陶瓷膜綜合性能的同時,極大的降低了氧化膜生長時的能量消耗,降低生產(chǎn)成本,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1鋁合金表面微弧氧化膜微觀SEM照片;其中:(a)為采用實(shí)施例1處理后鋁合金微弧氧化膜表面形貌圖;(b)為采用實(shí)施例1處理后鋁合金微弧氧化膜截面形貌圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2鋁合金表面微弧氧化膜微觀SEM照片;其中:(a)為采用實(shí)施例2處理后鋁合金微弧氧化膜表面形貌圖;(b)為采用實(shí)施例2處理后鋁合金微弧氧化膜截面形貌圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3鋁合金表面微弧氧化膜微觀SEM照片;其中:(a)為采用實(shí)施例2處理后鋁合金微弧氧化膜表面形貌圖;(b)為采用實(shí)施例3處理后鋁合金微弧氧化膜截面形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

試件材料:LY12,尺寸100×100mm,鋁合金工件表面置于電解液中作為陽極,不銹鋼作為陰極。先將鋁合金工件置于含有氫氧化鈉濃度為4.5g/L、硅酸鈉濃度為3.7g/L和溶劑為水的初始處理電解液中,電流密度控制在4.5A/dm2之間,氧化10min后取出。用水清洗后,將鋁合金工件放入二次處理納米復(fù)合電解液中,電解液組成為:氫氧化鈉濃度為4.6g/L,硅酸鈉濃度為3.5g/L,鉬酸鈉濃度為0.2g/L,蘋果酸鈉濃度為0.75/L,納米氧化鎂濃度為0.8g/L,納米氧化釔濃度為0.5g/L,水為余量。然后向所述電解回路施加高頻復(fù)合載波對工件表面進(jìn)行氧化處理,電流密度控制在12A/dm2之間,脈沖波電壓頻率為260~290Hz,正向幅值為330~350V,脈寬為0.6ms,負(fù)向電壓幅值為500~520V,脈寬為0.4ms,正向占空比10%,負(fù)向占空比10%;高頻載波電壓幅值為120~130V,高頻載波頻率為2100Hz。每次處理時間為15min,處理次數(shù)3次。所制備的微弧氧化膜的微觀形貌SEM如圖1所示,鋁合金微弧氧化陶瓷膜層厚度25~28μm,組織結(jié)構(gòu)均勻,經(jīng)過殘余應(yīng)力試驗(yàn)測試,該微弧氧化陶瓷膜的殘余應(yīng)力為33.53±8.50MPa,殘余應(yīng)力較小且分布均勻。該鋁合金微弧氧化膜耐中性鹽霧試驗(yàn)時間可達(dá)3000h以上,顯微硬度可達(dá)Hv1500以上,粗糙度Ra為0.01~0.03μm之間。

實(shí)施例2

試件材料:5083,尺寸100×100mm,鋁合金工件表面置于電解液中作為陽極,不銹鋼作為陰極。先將鋁合金工件置于含有氫氧化鈉濃度為4.7g/L、硅酸鈉濃度為3.8g/L和溶劑為水的初始處理電解液中,電流密度控制在3.6A/dm2之間,氧化10min后取出。用水清洗后,將鋁合金工件放入二次處理納米復(fù)合電解液中,電解液組成為:氫氧化鈉濃度為5g/L,硼酸鈉5.8g/L,磷酸鈉濃度為5.5g/L,苯并三氮唑濃度為0.96g/L,蘋果酸鈉濃度為0.78g/L,納米氧化鎂濃度為1.2g/L,納米氧化釔濃度為0.6g/L,水為余量。然后向所述電解回路施加高頻復(fù)合載波對工件表面進(jìn)行氧化處理,電流密度控制在9A/dm2之間,脈沖波電壓頻率為180~190Hz,正向幅值為360~370V,脈寬為0.6ms,負(fù)向電壓幅值為620~630V,脈寬為0.4ms,正向占空比10%,負(fù)向占空比20%;高頻載波電壓幅值為150~160V,高頻載波頻率為2200Hz。每次處理時間為15min,處理次數(shù)5次。所制備的微弧氧化膜的微觀形貌SEM如圖2所示,鋁合金微弧氧化陶瓷薄膜孔洞分布均勻,膜層厚度26~30μm,組織結(jié)構(gòu)均勻,經(jīng)過參與應(yīng)力試驗(yàn)測試,該微弧氧化陶瓷膜的殘余應(yīng)力為26.68±5.12MPa,殘余應(yīng)力較小且分布均勻。該鋁合金微弧氧化膜耐中性鹽霧試驗(yàn)時間可達(dá)3500h以上,顯微硬度可達(dá)Hv1800,粗糙度Ra在0.03~0.05μm之間。

實(shí)施例3

試件材料:LC4,尺寸100×100mm,鋁合金工件表面置于電解液中作為陽極,不銹鋼作為陰極。先將鋁合金工件置于含有氫氧化鈉濃度為5g/L、硅酸鈉濃度為4g/L和溶劑為水的初始處理電解液中,電流密度控制在4.2A/dm2之間,氧化10min后取出。用水清洗后,將鋁合金工件放入二次處理納米復(fù)合電解液中,電解液組成為:氫氧化鈉濃度為5g/L,硅酸鈉濃度為4g/L,磷酸鈉濃度為7g/L,鉬酸鈉濃度為0.25g/L,苯并三氮唑濃度為1g/L,納米氧化鎂濃度為0.6g/L,納米氧化釔濃度為0.7g/L,水為余量。然后向所述電解回路施加高頻復(fù)合載波對工件表面進(jìn)行氧化處理,電流密度控制在15A/dm2之間,脈沖波電壓頻率為120~130Hz,正向幅值為270~280V,脈寬為0.6ms,負(fù)向電壓幅值為490~500V,脈寬為0.4ms,正向占空比10%,負(fù)向占空比30%;高頻載波電壓幅值為90~100V,高頻載波頻率為2400Hz。每次處理時間為15min,處理次數(shù)6次。所制備的微弧氧化膜的微觀形貌SEM如圖3所示,鋁合金微弧氧化陶瓷薄膜孔洞分布均勻,膜層厚度25~27μm,組織結(jié)構(gòu)均勻,經(jīng)過參與應(yīng)力試驗(yàn)測試,該微弧氧化陶瓷膜的殘余應(yīng)力為21.38±7.61MPa,殘余應(yīng)力較小且分布均勻。該鋁合金微弧氧化膜耐中性鹽霧試驗(yàn)時間可達(dá)3300h以上,顯微硬度可達(dá)Hv2000,粗糙度Ra在0.02~0.04μm之間。

當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1
汉阴县| 观塘区| 石阡县| 兴海县| SHOW| 南漳县| 安化县| 徐州市| 琼结县| 三原县| 拉萨市| 临汾市| 老河口市| 克什克腾旗| 师宗县| 贵阳市| 石棉县| 沈丘县| 绍兴县| 定西市| 金溪县| 温泉县| 晋中市| 成武县| 砚山县| 卢龙县| 永安市| 滕州市| 颍上县| 安丘市| 伊通| 黎平县| 和林格尔县| 东乡族自治县| 丰原市| 应城市| 拜泉县| 五常市| 兰考县| 龙口市| 寿阳县|