鋁合金表面蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層制備及性能研究.pdf

1、鋁合金活塞在服役過程中工作環境惡劣，不但要承受高溫高壓，而且要克服摩擦磨損以及強腐蝕等條件。然而鋁合金表面硬度低、易磨損、耐腐蝕性差等缺陷限制了鋁合金活塞的進一步應用。因此，對鋁合金活塞表面進行強化處理，對于提高柴油機缸套一活塞組件的可靠性具有非常重要的意義。通過微弧氧化技術可以在鋁合金表面原位生長一層具有硬度高、耐磨損、耐腐蝕等性能的陶瓷層，在電解液中添加蛇紋石微納米顆粒，有望制得具有自修復功能的復合陶瓷層。
　　為此，本文在鋁

2、合金活塞制造材料（高硅鑄造鋁合金）ZL109鋁合金表面制備蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層。首先，優化制備蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層的工藝參數。然后，探究蛇紋石對微弧氧化陶瓷膜層結構、成分和性能的影響。最后，采用蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層與鑄鐵摩擦副進行摩擦磨損試驗，探究蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層對鐵基金屬摩擦副的自修復性能。
　　結果顯示:本文試驗條件下，制備蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層優化后的工藝參數為，電解液成分及濃度:Na2SiO

3、310g/L，(NaPO3)630g/L，KOH5g/L;電參數:單向恒流模式，正向電流8A，頻率500Hz，占空比20％;蛇紋石添加濃度10g/L;添加蛇紋石微納米顆粒增加了微弧氧化膜層生長速率、最終厚度和表面粗糙度，膜層表面微孔數量減少、孔徑增大，膜層致密度提高;相比未添加蛇紋石制得的微弧氧化膜層，添加蛇紋石制得的蛇紋石復合微弧氧化膜層硬度提高19.3％，抗磨損性能提高49.2％，耐腐蝕性能明顯改善;采用蛇紋石復合微弧氧化陶瓷膜層與