几种航空铝合金微弧氧化涂层制备工艺与应用研究

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1、硕士学位论文(工程硕士)几种航空铝合金微弧氧化涂层制备工艺与应用研究STUDYONPREPARATIONTECHNOLOGYANDAPPLICATIONOFMICROARCOXIDATIONCOATINGFORMEDONSEVERALAERONAUTICALALUMINUMALLOYS孙畅哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：TG174.4学校代码：10213国际图书分类号：669密级：公开工程硕士学位论文几种航空铝合金微弧氧化涂层制备工艺与应用研究硕士研究生：孙畅导师：王亚明教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：中国航发沈阳黎明

2、航空发动机有限责任公司答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG174.4U.D.C:669DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONPREPARATIONTECHNOLOGYANDAPPLICATIONOFMICROARCOXIDATIONCOATINGFORMEDONSEVERALAERONAUTICALALUMINUMALLOYSCandidate：SunChangSupervisor：Prof.WangYamingAcademicDe

3、greeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsofEngineeringAffiliation：AECCShenyangLimingAero-EngineCorporationLtd.DateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要功能性微弧氧化涂层可拓展轻质高强铝合金特殊环境下的应用范围，本文以不同牌号铝合金（LY12、LY16及L

4、D7）的微弧氧化工艺优化，进而实现生产应用为目的。通过在Na2SiO3基电解液中制备微弧氧化陶瓷涂层，研究了不同的工艺参数（电压、频率、占空比、氧化时间）对涂层生长、放电现象、组织结构及性能的影响规律。采用SEM、XRD分析方法，研究了微弧氧化工艺参数对涂层的微观组织结构及成分的影响。针对飞机上常使用的LY12、LY16和LD7铝合金材料，在相同工艺条件下，研究合金化元素对微弧氧化涂层生长、放电现象及组织结构的影响；采用盐雾试验、霉菌试验及湿热试验评价涂层的耐腐蚀性能，进而研究了不同的组织结构对涂层性能的影响。试验结果表明，LY12铝合金在电压5

5、50V，氧化时间50min，占空比8%，频率800Hz的电参数下，所制得的微弧氧化涂层性能最优。涂层的外观为连续、致密、光滑的浅棕色涂层。在相同的工艺参数下制备LY16、LD7铝合金微弧氧化涂层，可以看到Cu元素能够增强微弧氧化过程中的电流密度，使放电现象更剧烈，同时电火花颜色及生成的涂层颜色随着铜元素含量的增高而加深；Mg元素可以有效抑制微弧氧化过程中孔洞长大及孔隙扩大，从而使涂层组织结构更加致密；LD7铝合金涂层中Fe含量达0.95%，在盐雾试验中经历800h时，涂层表面便开始出现变色，而不含Fe元素的LY12铝合金涂层经历1000h盐雾测试

6、涂层仍未发生变化。表明合金中Fe元素含量的增加使涂层的抗腐蚀性能降低；同时组织结构致密的涂层具有更优异的抗腐蚀性能。根据综合试验结果，优选出了不同铝合金微弧氧化的最佳工艺参数。针对典型的复杂形状作动筒、整流罩等铝合金零件，设计出了微弧氧化过程的专用工装，并评价了涂层式样的使役性能，实现了工程化应用。关键词：微弧氧化；铝合金；电参数；合金化元素；抗腐蚀I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractFunctionalmicro-arcoxidation(MAO)coatingscanextendtheapplicationoflightweigh

7、tandhighstrengthaluminumalloys.Inthisthesis,themainpurposeistooptimizethemicro-arcoxidationparametersofdifferentaluminumalloys(LY12,LY16andLD7)substrate,andthentoachievetheproductionapplication.TheMAOcoatingswerefabricatedinNa2SiO3basedsolution,andtheinfluenceofdifferentparam

8、eters(voltage,frequency,dutycycle,oxidationtime)onthegrowthprocess,d