两阶段电流模式镁合金微弧氧化膜层性能研究

来源 :第八届全国腐蚀大会暨第217场中国工程科技论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunzhaojian
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  微弧氧化处理技术(Micro-arc oxidation,MAO)是一种利用等离子体增强电化学方法在Mg、Al、Ti等金属表面原位生长陶瓷膜的表面改性技术,生成的陶瓷薄膜具有优异的耐蚀和耐磨性能,较高的硬度和绝缘电阻.其中电流是对微弧氧化处理工艺有重大影响的主要电参数,对膜层性能和质量有决定性的影响,因此,合理选择电流大小,可以使膜层在成膜过程中平稳的经历放电击穿、高温熔融、凝固修复等.微弧氧化过程的能量消耗是不断变化的,整个实验过程始终保持输入电流恒定,必然不能满足反应要求,因此本文提出阶段调节电流模式,在微弧氧化过程中调节电流大小,根据不同阶段能量消耗,输入不同的电流值,从而达到既能保证膜层质量,又可以节能降耗的效果.总结恒流方式下恒定单一电流模式对微弧氧化膜层性能的影响规律,增大电流可提供高的膜层击穿能量,可促进膜层厚度增加,快速生长,得到硬度较高,摩擦系数低的的膜层,但增大电流,微弧氧化过程第二阶段持续时间缩短,使得膜层厚度降低,膜层显微组织变化,综合性能变差.因此,本文仍采用恒流控制方式,结合成膜质量考虑,提出分两阶段递减调节电流模式微弧氧化膜层综合性能研究,比较其成膜效果,同时改变电流变化幅度,探索电流对膜层微观形貌和综合性能的影响规律.恒流模式下,在硅酸盐-磷酸盐复合电解液体系中对ZK60合金进行两阶段递减电流微弧氧化处理,其中设置微弧氧化过程第一阶段电流1.2A,第二阶段电流分别是0.6A、0.8A、1.0A.利用扫描电镜(SEM)、膜层测厚仪、激光共聚焦扫描显微镜、静态失重法、电化学阻抗实验等分析手段对膜层进行表征性能研究.结果表明:与恒定单一电流模式相比,两阶段电流模式下,得到的膜层平整,孔洞分布均匀,耐蚀性能得到明显的提升,其中1.2-0.6A所制得的膜层表面形貌最好,厚度最厚,为27.91μm,腐蚀速率最小,为0.1559 g/m2h.
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