LY12耐磨铝管

以K2ZrF6及NaH2PO2添加剂组成的电解液,在LY12耐磨铝管表面微弧氧化制备氧化锆陶瓷膜,分别采用S-4700型扫描电镜(SEM)、D/max-rB自动X射线衍射仪(XRD)、CTG-10电涡流测厚仪、HVS-1000显微硬度计和WM-2005摩擦磨损仪分析了膜层的生长速率、形貌、相结构,探讨了膜的耐磨性能及摩擦学机理。结果表明:膜层主要由t-ZrO2,m-ZrO2,少量γ-Al2O3,KZr2(PO4)3组成,膜的硬度沿截面呈两侧低、中间高的状态分布;膜的厚度随反应时间的延长呈线性增加;随着摩擦时间的延长,磨损率先下降后上升,摩擦系数先增大后减小;随着转速的增加,磨损率先下降后上升,摩擦系数先减小后趋于平稳;随着载荷的增加,磨损率上升,摩擦系数减小;膜具有黏着磨损的特征,随着摩擦时间的延长,黏着磨损减弱,脆性断裂增加。 LY12耐磨铝管基体表面制备了TiN/AlN薄膜,综合考虑涂层成膜质量、沉积速率和耐磨性能,确定了TiN/AlN薄膜的最佳工艺;并研究了预处理对于结合强度的影响,试验表明:与一般基体相比,经喷砂处理的试样膜基间的结合强度得到很大提高。 LY12耐磨铝管为研究对象,将微弧氧化处理与等离子体烧结相结合,提出大浓度、低交流电压、喷氧微弧氧化技术,能够快速制备出致密性良好的微弧氧化膜层,解决了传统微弧氧化存在的“处理时间长、膜层表面放电孔洞大”的问题,重点探讨外加氧气对膜层性能的影响；采用SEM、XRD等分析手段观察膜层表面形貌,研究其物相组成；利用极化曲线分析了膜层的耐腐蚀性能。主要研究内容及成果如下：在大浓度、低交流电压条件下,研究工艺参数与膜层厚度之间关系后发现,处理液浓度、输出电压值、氧化时间、处理液温度与膜层厚度之间存在非线性关系；SEM分析发现膜层外侧存在严重沙化现象。在大浓度、低交流电压的基础上,向处理液中喷入氧气后发现,氧气与膜层厚度之间同样存在非线性关系；扫描电镜图像显示,喷氧后膜层表面沙化现象得以改善,膜层主要由致密层构成。LY12耐磨铝管极化曲线显示,膜层耐蚀性与膜层厚度呈正比,即膜层越厚其耐蚀性能也就越好；喷氧处理膜层的耐蚀性能明显优于未经喷氧处理的膜层,说明致密层厚度在提高膜层耐蚀性能方面发挥重要作用。此外,XRD分析发现,喷氧处理对于膜层物相组成没有较大改变。本研究可在15min内制备出致密层厚度为30μm的LY12铝合金微弧氧化膜层,极化曲线证实该膜层耐蚀性能较好。