ZL系列铸铝合金的微弧氧化

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1、第!’卷第(期中国有色金属学报’""’年%月GN4@!’AN@(%&’(&)*’+’,-./*01-23-*2’//-.+4’501+M

2、果表明微弧氧化膜主要由34，05和6元素组成，膜的相结构主要为，"734和056，并含有#734和89，:，;<等元素的氧化物。扫描电镜（0.8）分!734’6(’6(’’6(析表明微弧氧化膜由致密层（内层）和疏松层（外层）构成，疏松层表面存在许多气孔，而致密层完整光滑，具有较高的显微硬度和优异的耐磨耐蚀性能。［关键词］铸铝合金；微弧氧化；膜层性能［中图分类号］=>!?#@#)!［文献标识码］3微弧氧化技术是铝及其合金材料的一种表面处水配制，除水玻璃为工业试剂外，其它试验用化学理技术［!!(］。通过微弧氧化，铝表面可形成一层以试剂均为分析纯。槽液温度由循环冷却水控制在

3、"734’6(为主要成分的陶瓷氧化膜，从而大幅度提（()D’）E。高铝表面的耐磨、耐蚀、绝缘和抗高温氧化性能，采用?)"(涡流测厚仪（厦门第二电子仪器厂）延长其使用寿命，拓展其应用领域。有研究结果表和F17!"""显微硬度仪（上海第二光学仪器厂）测明［#，)］，铝合金的元素组成和含量对其微弧氧化工定膜层厚度和硬度；采用GHIJH9K#!")（A623A公艺、膜层组成和结构等性能有强烈的影响，;<和司）电子能谱仪分析膜层元素组成；采用05KBKIL89等合金元素可促进微弧氧化，而05则有碍铝的/)""全自动1射线衍射仪分析膜层结构与组成；微弧氧化。特别是对于高硅铸铝合金

4、（05!!"+），采用M087)%""-G型扫描电镀分析膜层表面及截面由于05元素含量增高时，合金中05相数量增多，形貌。使得其微弧氧化工艺难以实现。有关铸铝合金的微弧氧化研究也鲜见文献报道，因此本文作者对工业$结果与讨论中广泛使用的,-系列铸铝合金材料的微弧氧化进行了研究，这一工作有着较重要的理论意义和应用$@#微弧氧化工艺及膜层制备价值。铝的微弧氧化是在常规阳极氧化、成膜的基础上，通过高电压大电流的作用，使常规氧化膜被击#实验穿产生弧光放电，由于等离子体弧光放电产生的瞬间高温（!’"""E），使初始生成的无定形铝常规实验材料为,-!"*，,-!"&和,-!!"铸铝

5、合金氧化膜发生相转化，成为以"734，为主’6(!734’6(（东风汽车公司提供），其化学组成为（质量分数，的陶瓷氧化物膜。因此要对铸铝合金进行微弧氧+）05：*@"!!(@"，;<："@)!!@)，89："@*!!@(，化，首先须寻找合适的电解液体系，使其表面能预A5："@*!!@)，34：余量。先形成常规氧化膜。研究结果表明，本实验条件下试样切割成边长为’"BB的正六边形，厚度为,-系列铸铝合金在硼酸盐，铝酸盐，磷酸盐等一些%BB；经"!)"金相砂纸逐级打磨，无水乙醇、丙常用微弧氧化电解液体系均不能正常成膜和发生微酮清洗后，进入氧化槽氧化。氧化电压为不对称交弧氧化

6、，这是因为铸铝合金中硅含量太高且分布不流电，氧化电流密度为()3／CB’。电解液由去离子均匀，在一般的电解液中难以形成连续的氧化膜，#［基金项目］机械工业发展基金资助项目（&?M3")"#）；湖南省自然科学基金（66MMO’"*%）资助项目万方数据［收稿日期］’""!$"?$’?；［修订日期］’""!$"&$’%［作者简介］罗胜联（!&%’$），男，副教授，硕士@·0M+·中国有色金属学报+==+年(月在高电压的作用下，易产生局部溶解而难以起弧放高倍!PF照片。由图-可知，疏松层与致密层结电。!"#$%&’的研究表明［(］，!)*+,阴离子在铝的阳构存在明显差异，微弧

7、氧化膜的高硬度高耐磨蚀性-极氧化中具有很强的界面吸附能力和结合成膜能能主要基于内层致密层的性能。图0所示为微弧氧力；本研究也证明./系列铸铝合金在硅酸盐溶液化膜的STQ图。由图0可知，铸铝合金微弧氧化膜中可进行常规的阳极化处理。因而选择硅酸盐为微的相组成非常复杂，包括铝的氧化物相，!)*相，+弧氧化的基础电解液。经正交试验确定./系列铸F5*，NH*和4*-相以及一些尚需证实的与基体铝金属微弧氧化电解液组成为：水玻璃0!(1/／合金元素和电解液组分相关的复杂化合物相。根据/，23+4*0+!05／/，乙二胺四乙酸二钠6!-5／各衍射峰的累积强度值，可