AZ91D鎂合金微弧氧化膜制備的調控及膜層表征方法的研究.pdf

1、通過恒定小電流密度工藝和快速成膜工藝研究了微弧氧化工藝參數對膜層特征參量和性能的影響:膜層的厚度隨著氧化時間和加壓時間間隔的延長及電流密度的增大而增長,隨加壓幅度的增大先增大后減小,平均成膜速率反映的是微弧氧化的效率;粗糙度呈增大趨勢;表面孔隙率先增大后減小;表面形貌定性的反映了膜層表面的孔隙和熔融物顆粒的尺寸及數目;膜層的主要組成相為Mg2SiO4和MgO。膜層的結合力隨著氧化時間、電流密度和加壓幅度的增大先增大后減小,隨加壓時間間隔

2、的延長而增大;與基體相比,膜層的耐磨性和耐蝕性均明顯增強。
　　 通過分析微弧氧化工藝參數、膜層特征參量和膜層性能之間的關系得出AZ91 D鎂合金微弧氧化膜層制備的調控原則如下:調整電流密度和時間控制膜層厚度;調整工藝參數使得微弧氧化反應盡量減緩來減小粗糙度;調整工藝參數均使其適中或采用較大的電參數或較長的氧化時間可制備表面孔隙率較大的膜層;調整工藝參數使得電參數較小的同時氧化時間較長可制備結合力較高的膜層;調整工藝參數均使其適

3、中或采用較大的電參數或較長的氧化時間制備耐蝕性和耐磨性較佳的膜層。
　　 通過恒定電壓工藝驗證微弧氧化膜層制備調控原則,結果表明:膜層的特征參量和性能均與微弧氧化膜層制備的調控原則相吻合。這充分說明了微弧氧化膜層的調控原則準確,且符合微弧氧化的機理,具有普適性。
　　 膜層厚度用渦流測厚法表征快速,截面法表征精確;粗糙度用表面輪廓儀表征快速,要求試樣平行度好;表面形貌在SEM上獲得;用通用圖像分析軟件在清晰的截面和表面照

4、片上可表征厚度、表面孔隙率及孔徑;用分段制樣法在假設孔隙為圓柱形通孔和半球體孔的情況下可估算體積孔隙率。劃痕法表征結合力的條件:加載速度50N/m,終止載荷為20N,采用摩擦力和聲信號雙重加載模式,并與劃痕形貌相結合進行判斷,測試時如果終止載荷20N,沒有測出其結合力,將終止載荷調整為30N;熱震法表征結合強度時,根據具體的使用環境確定保溫溫度和保溫時間。硬度表征采用在膜層表面涂覆顏色后測量顯微維氏硬度,測試條件:保壓時間5 s,膜層表