铝合金表面微弧氧化着色工艺及其电源研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文捅要铝合金表面着彩色膜层是铝合金表面处理的一个重要方面，传统的方法主要是采用阳极氧化膜吸附有机或无机染料着色法和阳极氧化直接着色法，但获得的表面膜层色泽不稳定、耐磨性和耐腐蚀性差。最近发展起来的微弧氧化技术是将铝合金置于电解液中通电使其表面产生微等离子体放电，而在铝合金表面原位生长一层陶瓷膜的表面处理技术。通过这种技术可以在铝合金表面获得高硬度、高热抗、耐腐蚀性好、附着力高、颜色多样、色泽稳定的陶瓷膜层。本论文采用交流电源模式进行了四个系列的铝合金表面微弧氧化着色工艺实验，

2、研究了电解液组合及电解液参数对微弧氧化着色膜表面质量的影响。利用631型显微硬度计对着色膜层的厚度及硬度进行了测定，同时对微弧氧化技术着色膜的着色原理进行了初步的研究与分析。并简要分析了微弧氧化电源的发展及电源参数对陶瓷膜性能的影响，在此基础上比较了当前微弧氧化工艺中交流电源模式与双极性脉冲电源模式在制备陶瓷膜性能上的差异。通过对实验数据及现象分析表明，以硅酸钠作为主电解液能够制备灰白色的陶瓷膜；以硅酸钠作主电解液，加入氢氧化钾与硼酸的混合添加剂也能够制备有色陶瓷膜，膜层颜色及表面质量会随着硅酸钠

3、与混合添加剂的浓度改变而发生变化；同样在硅酸钠主电解液中加入铁氰化钾或者六氰合铁酸钾着色添加剂也能够制备有色陶瓷膜，着色膜的颜色由着色添加剂的浓度决定，而硅酸钠浓度则对膜层的表面厚度及硬度有较大影响。影响微弧氧化陶瓷膜性能的除了电解液参数之外，电源模式及电源参数也对膜层性能有较大影响。采用双极性脉冲电源模式加工工件时，由于其电源参数，如氧化电压、电流密度、脉冲频率、脉冲占空比可大范围调节，同时由于其具有反向低压脉冲作用，能够去除陶瓷膜表面的疏松层。因此可以制各性能优良的陶瓷膜，而传统交流电源模式没

4、有这些特点。所以使用双极性脉冲电源模式比交流电源模式能得到更好质量的陶瓷膜。但双极性脉冲电源的发展还不够成熟，仍处于研究阶段，因此本文最后在前人的基础上针对实验用双极性脉冲电源主电路进行了初步的研究与设计。武汉理工大学硕士学位论文关键词：铝合金；表面处理；微弧氧化；着色工艺；双极性微弧氧化脉冲电源ⅡAbstractColoringmembraneinaluminumalloysurfaceisanimportantaspectofaluminumalloysurfacetreatment。砀ema

5、inmethodsoftraditionalareanodicoxidemembraneadsorptionoforganicorinorganicdyecoloringanddirectanodicoxidecoloring．However,accordingtothesemethods，thelayerhascolorinstability,poorwearresistanceandcorrosionresistance．Recentlydevelopingmicro—arcoxidation

6、technologyisalsoasurfacetreatmenttechnology,whichplacedaluminumalloyintoelectrolyteandthenelectrifiedinordertoproducemicro-plasmadischarge，andtheninthealuminumalloysurface，itwillgrowaceramicmembranelayer．ThroughthistechnologyCangetceran!llcmembranewhi

7、chhavehighsurfacehardness，highheatresistance，goodcorroslonresistance，highadhesion，varietycolor,andstabilitycolorinthealuminumalloysurface．Inthispaper,itUSeSACpowermodetodofourseriesmicro—arcoxidationcolofingtechnicexperimentinaluminumalloysurface．Stud

8、iedtheinfluenceofelectrolytecompositionandelectrolyteparameterstosurfacequalityofmicro‘arcoxidationcoloringmembrane．AndmakeUSeof631micro-sclerometertomensuratethicknessandhardnessofthecoloringmembrane．AttheSametime，Weconductaelementaryresearch