固体润滑剂对铝微弧氧化组织及摩擦性能的影响

《固体润滑剂对铝微弧氧化组织及摩擦性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TG115密级：公开UDC：620编号：201421802023固体润滑剂对铝微弧氧化组织及摩擦性能的影响论文作者：魏国栋学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料学指导教师：曹晓明职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsScienceEFFECTOFSOLIDLUBRICANTONMICROSTRUCTUREANDTRIBOLOGICALPROPERTIESOFALUMINUMMICRO-ARCOXIDATIONbyWeiGuodongSuper

2、visor:Prof.CaoXiaomingMay2017I摘要1060铝具有良好的塑性、耐蚀性、导电性及导热性，但其强度低且耐磨性能差。对铝进行微弧氧化处理后，可显著提高显微硬度、耐热性、耐磨性、耐蚀性等优良性能。但是微弧氧化后得到的陶瓷层表面出现多孔结构的粗糙层，会导致其摩擦系数过大，耐磨效果不理想。微弧氧化是一个复杂物理化学反应的过程，包括等离子体化学、电化学、热化学等反应。因此样品中杂质，生产时的加工模式、电参数，电解液的成分、浓度、添加剂都会对其产生影响。从研究加工模式的影响入手，在恒压模式基础上，提出阶梯式升压的概念，制备了恒压与不同阶段数的加工升压的微弧氧化陶瓷层。结果

3、表明阶梯升压制备的膜层厚度增加，致密层厚度增加，膜层粗糙度降低，α-Al2O3相增多。膜层的显微硬度提高，摩擦系数降低，磨损量减少。五阶段升压制备的膜层的厚度达到40.6±2.2μm，粗糙度降低到2.12±0.16μm，硬度达到537±43HV，膜层致密，摩擦系数最小为0.75，磨损量最小为3.97±0.10×10-2mm3。这表明通过阶梯升压，为不同阶段的反应匹配合适的脉冲能量，达到增加膜层致密层厚度和提高陶瓷膜质量的目的。从电解液中添加剂入手，选用固体润滑剂纳米六方BN颗粒作为添加剂。通过在电解液中添加不同浓度的纳米BN颗粒，采用阶段恒压的制备方式在1060纯铝表面一步制备了含有

4、纳米BN复合微弧氧化层。结果表明在微弧氧化BN复合膜的表层有弥散分布的BN颗粒，当电解液中添加3g/L的纳米BN时制备的微弧氧化层的性能最好，其表面的孔洞数量最少且孔径最小，膜层表面更加致密，其厚度可达到93.8±1.9μm，硬度达到942±51HV，粗糙度Ra降低为3.66±0.14μm，摩擦系数降低为0.55，磨损体积减少了1.18×10-2mm3，并且磨痕平整光滑，裂纹较少。因此可以得出硅酸盐电解液中加入纳米BN能够提高铝合金微弧氧化膜层摩擦性能。关键词：纳米BN1060铝微弧氧化膜层IABSTRACT1060purealuminumhastheexcellentplastic

5、ity,corrosionresistance,electricalandthermalconductivity,butitexhibitslowstrengthandpoorwearresistance.Afterbeentreatedwiththeprocessofthemicro-arcoxidation,therebeasignificantimprovementofthehardness,heatresistance,wearresistanceandcorrosionresistance.Buttheroughnesslayerwiththeporousstructure

6、producedbythemicro-arcoxidationwillgeneratethegreaterfrictioncoefficientandthewear-resistingisnotideal.Micro-arcoxidationisacomplexphysicalandchemicalreactionwhichcombinestheplasmachemistry,electrochemistryandchemicalreaction.Asaresult,notonlytheimpuritiesinthesample,theprocessingmodeandtheelec

7、tricalparameteroftheproductionbutalsothecomposition,concentrationandadditiveoftheelectrolytewillhaveaneffectonit.Thepaperputsforwardtheconceptofstepwiseliftingpressure,andtheceramiclayerofmicro-arcoxidationofconstantpressureanddif