滑动速度对az31镁合金微弧氧化膜磨损性能的影响

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1、h滑动速度对AZ31镁合金微弧氧化膜磨损性能的影响#韩晓光*510152025303540（大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院大连市116023）摘要：在AZ31镁合金表面采用硅酸钠电解质体系制备均匀的微弧氧化陶瓷膜，利用摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜的滑动干摩擦行为。采用X射线衍射仪和扫描电镜对陶瓷涂层结构和磨损表面进行分析和观察。氧化膜的相结构主要由MgO和Mg2SiO4构成。氧化膜的摩擦系数和磨损量均随滑动速度的增加而逐渐减小，氧化膜的摩擦因数在0.9-1.1之间波动。氧化膜磨穿以

2、后摩擦因数与基体摩擦因数相近。微弧氧化膜的磨损机理主要是磨粒磨损。关键词：摩擦磨损；AZ31镁合金；微弧氧化膜；滑动速度中图分类号：TG156.95TheinfluenceofslidingvelocitytothewearpropertyofmicroarcoxidationfilmonAZ31magnesiumalloyHANXiaoguang(TransportationEquipmentsandOceanEngineeringCollege,DalianMaritimeUniversit

3、y,Dalian,116026,China)Abstract:Auniformmicroarcoxidation(MAO)filmwaspreparedonthesurfaceofAZ31magnesiumalloyinsilicatesolutionelectrolyte.ThedryslidingwearbehavioroftheMAOfilmwascarriedoutonaWTM-2Etrobologicalmachine.Thephasesandmicrostructurewereide

4、ntifiedandobservedbyusingX-raydiffractometry(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM).TheMAOfilmwasmainlycomposedofMgOandMg2SiO4.BoththeweightlossandfrictioncoefficientofMAOfilmdecreasedwiththeincreaseofslidingvelocity,andthefrictioncoefficientfluctuat

5、edfrom0.9to1.1.Thefrictioncoefficientofthewornfilmisclosetothatofthematrixalloy.AbrasionisthemainmechnismfortheMAOfilm.Keywords:Slidingwear;AZ31magnesiumalloy;microarcoxidationfilm;slidingvelocity0引言镁合金是目前工业上可应用的最轻金属结构材料，因其密度低、比强度和比刚度高,铸造性能和切削加工性能良好等

6、优点，在汽车、航空航天和电子通讯行业等方面有着广泛应用[1,2]。国外已大量采用镁合金制造汽车制动装置、发动机部件(活塞和汽缸内腔等)、汽车轮毂、进气歧管、变速箱体、座架和方向盘等。镁合金作为重要汽车零配件使用时，其摩擦磨损性能非常重要。为了提高镁合金的耐磨抗蚀性能，研究人员采用多种表面处理方法，物理气相沉积超硬涂层(AlN/TiN)[3]，类金刚石(DLC)及其复合涂层[4,5]，火焰喷涂AL/SIC复合涂层[6]，激光熔敷[7,8]以及陶瓷短纤维增强镁基复合材料等[9]均可有效提高镁合金抗磨

7、损性能。微弧氧化技术作为从阳极氧化方法发展出来的一种新的表面处理技术[10-12]，能够在镁合金表面得到与基体呈冶金连接的氧化物涂层，对基体材料的腐蚀磨损性能均有良好改善作用。目前对镁合金微弧氧化膜磨损性能的研究主要集中在通过调节氧化膜的化学成分改善氧化膜的耐磨性，在定滑动速度下不同成分氧化膜在变化载荷作用下的磨损性能。实际上滑动速度也是影响材料磨损状态的重要因素，有时甚至直接改变材料的摩擦磨损机制[13-15]，因此基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20102125120008)作者简

8、介：韩晓光（1974-）男，副教授，主要研究方向：材料表面改性.E-mail:-1-xghan@dlmu.edu.cn研究滑动速度对镁合金微弧氧化膜摩擦磨损性能的影响是非常必要的。1实验h455055采用AZ31镁合金(wt.%：Al3，Zn1，Mn0.2，其余为Mg)作为基体材料，试样尺寸为15×15×5mm3。微弧氧化处理采用两电极体系，以待处理镁合金AZ31试样作为工作电极，石墨为对电极，工作脉冲电压为360-400V，处理时间为1-2h，氧化液采用Na2SiO3与Na(OH)的一次