2024耐磨铝管性能

2024耐磨铝管的耐磨性,采用超声波冷锻技术在2024铝合金表面进行纳米化处理,在其表面成功制备了纳米化处理层。利用透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)观察分析了试样表面的微观形貌、晶粒大小和粗糙度;利用显微硬度计分析了铝合金基体和纳米化处理层的硬度;采用高速往复摩擦磨损试验机研究了纳米化处理层在3.5%Na Cl溶液中的耐磨性。结果表明:经超声波冷锻处理后铝合金表面晶粒得到细化;纳米化处理层的平均表面粗糙度仅为5.50 nm;纳米化处理后的硬度为106.72 HV,是铝合金基体的1.36倍;纳米化处理后的摩擦系数由0.80降到0.65,磨损量也有所减少,磨痕深度也比铝合金基体的浅。综上可得:超声波冷锻技术提高了2024铝合金的耐磨性。 在优化电气参数的条件下采用正交试验对电解液组分进行了优化,优化后的参数为:硫酸10%,酒石酸25g/L,草酸30g/L,硫酸铝9g/L。在优化工艺条件下获得的氧化膜的硬度和厚度为300HV,15μm。其耐磨性和耐蚀性较好。本文详细论述了电压对2024耐磨铝管阳极氧化膜耐蚀性、纳米硬度和弹性模量的影响。当高电压为21V,低电压19V情况下获得的耐蚀性和硬度较好。同时研究了草酸和硫酸对氧化膜耐磨性的影响,得出硫酸对氧化膜厚度影响较大,而草酸对氧化膜耐磨性影响较大,草酸浓度越大,耐磨性越好。本文对2024铝合金阳极氧化膜的抗拉强度、屈服强度和疲劳强度进行了系统的研究,阳极氧化提高了氧化膜的抗拉强度和屈服强度,但是却降低了氧化膜的疲劳强度,主要归因于氧化膜的陶瓷脆性和阳极氧化中形成的裂纹源。2024铝合金表面硬度低,耐磨性差以及等离子渗氮困难等问题,利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜,再进行脉冲等离子体渗氮处理,探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。对2024耐磨铝管表面Ti膜和复合改性层的组织形貌、相结构和元素分布分别进行了OM、SEM观察和XRD、EDS分析,并对薄膜及复合改性层的显微硬度、耐磨性进行了表征。SEM、EDS和XRD结果表明,本实验制备的Ti膜表面均匀平整,为六方结构,并在2θ=38.3°处对应的(002)晶面出现了择优生长;镀渗复合改性层的表面出现折皱,呈蠕虫状,表面N含量很高。复合改性层主要由TiN、Al18Ti2Mg3和Al3Ti相组成,且渗氮温度越高、保温时间越长,改性层中Al18Ti2Mg3、Al3Ti相的含量越高。Ti膜和铝合金基体发生了明显的互扩散,组织呈层状结构,其中外层为富Ti区,N含量较高,靠近基体一侧出现Mg元素的富集区;且渗氮温度越高,扩散越明显,复合改性层越厚。