镁合金微弧氧化电解液配方及膜层着色研究

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1、硕七学位论文摘要微弧氧化技术是一种在金属表面原位生长陶瓷膜的先进成型技术，是镁合金表面处理技术的重点发展方向。本文通过试验，对Az91D镁合金微弧氧化电解液配方及其工艺参数进行了优化，并对微弧氧化着色技术迸行了研究和探讨。在电解液配方优化部分，借鉴微弧氧化目前已有和正在研究的电解液配方j参考前期尝试性试验结果，通过正交试验，综合直观分析和方差分析结果，对微弧氧化电解液配方及工艺参数进行了优化，确定电解液最佳配方为铝酸钠5∥L、氢氧化钠49／L、30％过氧化氢3ml／L；最佳工艺参数为电流密度1．O刖dm2、‘频率600Hz、占空比20％、微

2、弧氧化时间20分钟。在最佳电解液配方和工艺参数条件下制备的微弧氧化膜层耐蚀性能良好、硬度适中、膜厚均匀、致密度高。对微弧氧化膜层微观表面形貌和截面形貌进行sEM观察分析发现：膜层表面是由许多微孔构成的网状结构；膜层截面由致密层和疏松层组成。对微弧氧化膜层进行XRD物相分析发现：氧化膜层主要是由MgO、～203和MgAl204组成。在膜层着色研究部分，通过试验证明陶瓷膜颜色的深浅可以通过着色盐添加量和微弧氧化时间来控制。着色盐添加量越多，微弧氧化陶瓷膜颜色越深；微弧氧化时间越长，微弧氧化陶瓷膜颜色越深。研究着色盐重铬酸钾添加量和微弧氧化时间对

3、着色膜层的影响规律，最终确定在电流密度1．0～dm2、频率600Hz、占空比20％、微弧氧化时间20分钟的工艺参数条件下，AZ91D镁合金在59／L铝酸钠、49／L氢氧化钠、3ml／L30％过氧化氢和0．59／L重铬酸钾组成的电解液中进行微弧氧化着色试验，可以制得表面光滑、颜色均匀的绿色陶瓷膜层。通过xRD物相分析发现：绿色陶瓷膜层的成分主要由MgO、A1203和MgCr204组成，其中MgCr204是使膜层产生颜色的物质。对微弧氧化绿色陶瓷膜层进行性能测试分析发现：陶瓷膜层与基体具有良好的结合力，膜层表面光滑致密、颜色均匀持久，硬度和耐蚀

4、性能同镁合金基体相比有了很大的提高。关键词：微弧氧化；镁合金；电解液；着色镁合金微弧氧化电解液配方及膜层着色研究AbStractMicro-arcoxidation(MAo)isanadVancedsurfaceprotectiVetreatmenttechnologyofformingceramiccoatings0nthemetals．ItisadeVelopmentdirectionofmagnesiumallOysurfacetreatmenttechn0109y．Inthispaperthroughalotoftests，amic

5、ro-oxidationelectrolyteformulaandsomeprocesspafametefs0fAZ91Dmagnesiumalloyareobtained，thenthemicro·oxidationandcoloringtechnologyarestuaied．0nthepartsOfelectrolyte0ptimization，accordingt0contrasttestandorth090naltest，adoptingVisualanalysisandVarianceanalysis，agoodMAOcompo

6、sitionoftheelectrolytesystemformagnesiumAZ91Dalloyisfoundout：NaAl025∥L，NaOH4∥L，H2023ml／L；andthebesttechnicalparametersis：currentdensity1．0A／dm2，frequency600Hz，dutycycle20％，oxidationtime20min．Throughthebestelectfolyteformulaandprocessparameters，wemakethefilmofMAOwhichhasgoo

7、dcOrrosionfesistance，thickness，densityandhardness．ByusingSEMthesurfaceandcross-sectionmorphologyoftheceramiccoatingshaVebeenanalyzed，theresultsshowthatcoatingmainincludingmanynetworkstructures，andthecross—sectioniscomposedofthecompactlayerandlooselayer．TheXRDobservationana

8、lysisshowsthefilmismainlymadeupoftheMgO，A1203andMgAl204．Onthepartsofcoloringstudy，testssh