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1、镁合金双脉冲微弧氧化表面膜层的形成及结构分析轻有色合金特种铸造及有色合金2005年第25卷第3期镁合金双脉冲微弧氧化表面膜层的形成及结构分析摘要利用XRD,SEM,EDX等方法,研究了纯镁与AZ91D镁合金在六氟铝酸钠(Na3),氢氧化钾(KOH),六偏磷酸钠((NaPO3))和三乙醇胺四元组分电解液中双脉冲微弧氧化膜层的形成,膜层形貌和成分结构.研究发现,负脉冲的载人极大地影响了微放电的数量与外观;氧化物层表面可以观察到3类微孑L,它们的尺寸范围分别是0.5～1tan,1～2和4～7tan,同时在较
2、大微孑L的周围发现有微裂纹存在;基体与氧化物交界处存在氟化物富集区,纯镁和AZ91D合金表面膜层的氟化物富集区的尺寸范围分别是4～6tan和3～5tan.关键词镁;AZ91D合金;电解液;微弧氧化中图分类号TG146.2;TG175.3文献标志码A文章编号1031—2249(2035)03—0187—04微弧氧化技术通过调整电解质组分,工艺参数而改变在氧化物/电解质交界面的等离子体放电状态,进而可以方便地控制和改善膜层的相组成和组织l1,.膜层的形成是传统阳极氧化与微弧放电区等离子体增强表面氧化反应,
3、并导致氧化物膜层的熔合和再结晶两方面的复杂结合l3j.由于电解质组分参与成膜反应,因而电解质组分的类别和用量对膜层的成分和性能有重要影响,这是目前研究和应用的一个重点.另外,微弧氧化处理过程中工件表面火花簇群的形态和结构对膜层的形态及性能有直接的影响,因而控制电源脉冲频率和类型等参数而产生更短,能量更强的微放电,这样可以保证氧化膜形成过程中在氧化和熔化/再结晶之间的更好的平衡,膜层沉积速率和质量有实质的改善l4J.因此,合适的电解质组分和电源模式是改善微弧氧化效率以及提高在特定镁合金表面得到满意性能氧
4、化膜层的两个最有效的途径.研究了高频双脉冲条件下纯镁及AZ91D合金在磷酸盐体系电解液中微弧氧化处理所形成的膜层及其微观结构.1试验方法及内容纯镁与AZ91D合金试样尺寸均为50mln×30mln×10mln.试验采用的磷酸盐系电解液微弧氧化处理前的pH值为11～12.自行研制的电源可提供双极性脉冲,正脉冲幅值和持续时间可以独立控制,而负极性脉冲只有幅值可以设定,并且它的持续时间固定在200s.电源频率的调整范围是1～2000Hz.试验采用高频(700Hz)双脉冲"阶梯降流法"的控制模式(见图1).此
5、种方法可以使处理过程更加稳定和有效.首先利用大电流i0(7～9A/rim2)冲击使电压升至￡,o,接着降低电流至i1(4～6A/dm2)并保持一段时间(t1一to).当电压升至1时,降低电流至i2(0.5～1A/),并保持一段时间(t2一t1).纯镁试样与AZ91D合金试样的处理时间均为15min.处理过程中保持电解液温度在35℃以下.对电极为不锈钢板.处理后的试样在蒸馏水中清洗并干燥保存.收稿日期:2OO4—12—18基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2002ABB051);华中科技大学研究基金
6、资助项目第一作者简介:SE立世,男,1974年出生,博士研究生,华中科技大学材料科学与工程学院,武汉(430074),电话:027—87543876,E—mail:wlshust@sohu.o0rn(2)在EPMMA珠粒粒径,预发泡时间,预发泡珠粒熟化时间及成形蒸气压力4个因素中,以成形蒸气压力对EPMMA模样收缩的影响最大,其次是预发泡珠粒熟化时间,而EPMMA珠粒粒径和预发泡时间的影响则相对较小.(3)贮存温度对EPMMA模样最后总的收缩率几乎没有影响,但高的贮存温度能够加剧模样收缩,使模样在较短
7、的时间内尺寸趋于稳定.参考文献1梁光泽.实型铸造.上海:上海科学技术出版社,1986.2杨明波,潘复生.工艺因素对消失模铸造用聚苯乙烯模样收缩的影响.铸造.2OOO,49(8):4644673NiemannEH,KulluGB.EvaporativePatternCasting:FactorsAffectingEx—pandablePolystyrene(EPS)PatternShrinkage.AFSTransactions,1990,98:367—3704WeinerS,PiercchiC.Dim
8、ensionalBehaviorofPolystyreneFoamShapes.AFSTransactions,1985,93:155—1585郭安娜,刘业金,李竞操等.实型铸造用泡沫聚苯乙烯模样的一些工艺问题探讨.铸造,1998(11):32346张忠仇,李克锐,骆庆峰等.EPMMA在EPC生产中的试验应用.特种铸造及有色合金,1994(5):27—287毛高波,程诗祯,饶群章.消失模铸造模样材料发气特性的研究.特种铸造及有色合金,1998(2):10
