论文部分内容阅读
铸造Al-Si系合金具有质量轻、比强度高和加工性能好等优点,是铸造铝合金中应用最多的合金系。但其表面硬度低、耐磨性能较差,使其应用受到制约,采用微弧氧化技术可在合金表面原位生成陶瓷膜,有望提高其表面的硬度、耐磨性及耐蚀性等性能,扩大其应用范围。就现有的研究成果看,电解液组成对微弧氧化过程及陶瓷层的影响机理非常复杂,目前尚无统一、明确的认识。因此,针对电解液组成的研究仍有许多工作要做。本文采用WHD-30多功能微弧氧化设备对ZAlSi12进行微弧氧化。试验过程中电压值保持恒定,正负向工作电压分别为420V和120V,频率为100Hz,氧化时间固定为20min,在微弧氧化过程中电流自动调节变化。根据前期试验确定基础电解液组成为8.0 g/L Na2SiO3 +2.0 g/L NaOH +2.0 g/L EDTA,在基础电解液中分别加入适量的Ce(NO3)3、、La(NO3)3、Ce(SO4)2和Na5P3O10等添加剂,研究添加剂种类及含量变化时,所得微弧氧化陶瓷膜特性变化规律,采用涡流测厚仪、SEM、XRD、EDS等分析手段对微弧氧化陶瓷层进行了表征。结果表明:电解液中加入Ce(NO3)3后,陶瓷氧化层厚度增大,最大厚度为170μm,所获得的膜层仍主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,但α-Al2O3相的相对含量增加;加入La(NO3)3后,膜层增厚,最大值为146μm,能谱分析显示La元素也进入到膜层中,说明电解液中La(NO3)3影响了氧化过程及微弧氧化膜的特性;研究发现,在基础电解液8.0 g/L Na2SiO3 +2.0 g/L NaOH +2.0 g/L EDTA中加入Ce(SO4)2添加剂后,试样表面形成的氧化膜更加平整、致密,膜层表面质量有所改善;在基础电解液中加入Na5P3O10可对电解液起到螯合作用,防止沉淀产生,提高电解液利用率,从而使放电时间延长,膜层质量大大改善。