ly12铝合金表面微弧氧化涂层的制备工艺优化及其性能研究

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1、LYl2铝合金表面微弧氧化涂层的制备工艺优化及其性能研究1．2．2．2化学镀Ni．P合金化学镀镍，又称无电镀镍(ElectrolessNickelP1ating)，此方法是使金属盐和还原剂在同一种镀液中进行氧化还原反应，并在金属表面形成金属镀层，其中应用最广的是化学镀Ni-P合金。采用次磷酸盐做还原剂将水溶液中的镍离子还原为金属镍，并沉积到零件上，直至达到所需厚度，零件取出，还原反应就会停止。化学镀镍时，此磷酸盐本身也被还原，共同沉积到金属零件上，因而所得镀层为镍磷二元和金。控制工艺参数，可改变镀层中磷的含量。铝及其合金经化学镀镍所得镍磷镀层厚度均匀，耐磨性有很大提高，其镀态硬度

2、可高达600一800小时哺。。由于铝具有很高的化学活泼性，与氧的亲和力比较大，即使在很短的时间也容易在表面形成一层致密氧化物，以至影响镀层质量，降低镀层与基体的结合力，因此，镀前要对其表面进行特殊的预处理。目前主要采用二次浸锌法H3，也就是通过浸锌液的强碱性将铝表面的氧化膜溶解除去，同时使锌离子与露出的铝表面发生置换作用，沉积上一层锌，保护铝表面不再重新氧化。由于第一次浸锌层不均匀，需要用硝酸退除再沉积上一层更薄更均匀的浸锌层，即二次浸锌。这样就造成工艺过程复杂，生产周期过长。而且置换在表面的锌层在随后的化学镀时会溶解于镀液中，干扰并缩短镀液寿命，提高了生产成本。1．2．3离子注

3、入及激光处理技术采用离子注入和激光处理技术对铝合金表面进行改性处理，以获得优良的耐磨性能和耐蚀性能，也是目前国内外研究的热门课题之一。离子注入技术是在真空状态下，是用高能离子束轰击目标体，几乎可以实现任何离子的注入，注入的离子被中和并留在固溶体的取代位置或间隙位置，形成非平衡的表面层。Enders等人阴1曾采用此技术提高了铝合金表面的耐蚀性能。激光处理技术包括激光热处理和激光表面合金化，其中激光热处理是利用激光加热金属表面以促进亚稳固溶体形成的技术，它仅限于表面的融化与凝固。李言祥等∞3对铝合金LYl2Cz试样进行等离子喷涂氧化铝陶瓷层，后又进行了激光重熔处理。激光合金化使用束将

4、金属表面与外加合金元素一起熔化后，迅速凝固在金属表面获得合金层的技术。Jasim等n们通过激光合金化使铬进入铝基体，测试了20146T铝合金点蚀性能，提出了一种使用混合激发物激光和二氧化碳激光束进行处理的新工艺，其中使用混合激光束可提高原位供粉后的合金化均匀性，但此技术的设备复杂，生产成本高。1．2．4微弧氧化微弧氧化技术，又称微等离子体氧化，阳极火花沉积或火花放电阳极氧化，此法是将Al，Mg，Ti等有色金属或其合金材料，置于特殊的电解质溶液中，利用特殊的电源设备在该材料表面微孔中产生微弧放电，在热化学、电化学和等离子体4硕士毕业论文化学的共同作用下，原位生长氧化膜层的一种方法。

5、此技术应用于铝合金上，能够将铝合金材料与陶瓷材料的优点达到完美的结合，所形成的氧化铝陶瓷转化膜不仅防腐耐磨，而且具有较高的抗热冲击性。可根据不同的需要，控制输出电流密度的大小、电解质溶液的成分以及浓度、氧化时间等，得到不同性能的微弧氧化陶瓷膜。所以，微弧氧化技术是一种很有发展前途的表面处理技术。表1．1微弧氧化与阳极氧化技术比较’rable1．1Micro—oxidationcomparedwiththeanodicoxidationtechnology微弧氧化是近几十年在普通阳极氧化的基础上发展起来的一种新的表面处理技术，但它们又不是简单的技术延续，在原理和工艺上都有很大的差别

6、，阳极氧化与微弧氧化的技术工艺比较见表1．1，所得膜层的性能比较见表1．2n¨。．表1．2铝合金微弧氧化与硬质阳极氧化工艺及所得膜层的性能比较：’．Thblel．2comparedthefilmperformanceofMAOonA-alloywithanodicoxidationtreatment5LYl2铝合金表面微弧氧化涂层的制备工艺优化及其性能研究1．3铝合金微弧氧化技术及其发展1．3．1铝合金微弧氧化技术现状1．3．1．1国外铝合金微弧氧化研究状况二十世纪三十年代初，Gunt盯schulse和Betz第一次报道了在高压电场下，浸在液体里金属表面出现火花放电现象，并指出火

7、花对氧化膜具有破坏作用。后来研究发现利用此现象也可生成氧化膜，并最初应用在镁合金的防腐上。上世纪50年代，美国在某些兵工厂己开始研究阳极火花沉积n纠。直到大约1970年前后才注意到这种现象在金属表面氧化处理中具有实用价值。美国伊利诺大学和德国卡尔马克思城工业大学等单位用直流或单向脉冲电源开始研究Al，Ti等金属表面火花放电沉积膜，并分别命名阳极火花沉积和火花放电阳极氧化。70年代中后期俄罗斯科学院无机化学研究所的研究人员独立地发表了一篇论文，开始了此项技术的研究。他们采用交流电压