纯镁表面液相电解渗硫与微弧氧化复合制备膜层的研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuhuizuizong
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渗硫处理可在金属表面形成结构疏松、摩擦系数小的硫化物层,进而提高金属材料的耐磨损性能。液相电解沉积技术,是一种利用等离子体电解使材料表面性能改变的一门新兴技术,其工艺简单、操作条件易于实现,能够有效的改善金属表面的一些性能;液相电解沉积技术可分为液相电解渗透技术和微弧氧化技术;其中液相电解渗透技术,主要应用于黑色金属的表面改性领域,在有色金属领域的研究较少,而微弧氧化技术,则主要应用于有色合金的表面处理。  本文采用液相电解渗硫技术,在硫代硫酸钠体系的电解液中,在纯镁表面制备渗硫表面改性层。并且采用正交实验,筛选出了优化的电解液浓度和渗透时间。比较分析了纯镁基体与渗硫表面改性层的微观形貌特征、元素分布、相组成及其硬度、耐蚀、耐磨性能;最后在筛选出的最优渗硫试样表面进行了微弧氧化处理,以期通过液相电解渗硫和微弧氧化复合处理得到性能优异的复合陶瓷层。  研究表明,纯镁基体在酸性硫代硫酸钠溶液中,通过液相电解渗透技术,能够实现渗硫处理,并且在纯镁基体表面生成了一定厚度的含 S改性层,S元素分布于纯镁基体浅表层,S元素的含量由表及里依次呈递减趋势。与纯镁基体相比,经液相电解渗硫试样表面的腐蚀电流密度均变小、腐蚀电位均正移、极化电阻均增大,说明纯镁基体的耐蚀性能得到了明显的改善;而且经液相电解渗硫处理后的试样的耐磨性能均得到了一定的提高。综合性能结果筛选出的优化的电解液配方为550g/LNa2S2O3·5H2O+4g/LH3BO3和10min渗透时间;与纯镁基体相比,渗硫改性层表面出现了新物相MgS,其截面组织结构疏松,硬度略有下降。  与微弧氧化膜层相比,经液相电解渗硫与微弧氧化复合处理后的复合膜层中出现了新物相 MgS、SiS2。分析复合处理试样表面和截面形貌图,其表面呈微弧氧化膜层的多孔形态,在一定程度上保留了 PES处理后的不均匀形貌。性能测试结果表明,相比微弧氧化膜层,复合处理膜层耐蚀性能有了一定的提高,但是其耐磨性能并未得到明显的改善。
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