AZ31B镁合金微弧氧化电解液温度对膜组织与性能的影响.pdf

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1、．【。．J寸．。z寸．一。>6AZ3lB镁合金微弧氧化电解液温度对膜组织性能的影响AZ31B镁合金微弧氧化电解液温度对膜组织与性能的影响翟彦博，陈红兵，马秀腾(西南大学工程技术学院，重庆400715)[摘要]电解液温度是影响镁合金微弧氧化膜形成及质量的关键因素之一，过去对此鲜有系统研究。为此，对比研究了20，4O，60℃3种电解液温度对AZ31B镁合金微弧氧化膜的生长速度、槽压、显微硬度、耐蚀性和微观组织的影响。结果显示，较高的电解液温度可以提高氧化膜的生长速度，但会导致膜层中的放电通道增大，使其致密性变差，从而降低了膜层的显微硬度与耐蚀性。[关键词]微弧氧化；

2、AZ31B镁合金；电解液温度；生长速度；微观组织；硬度；耐蚀性[中图分类号]TG174．451[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2013)04—0016—030前言生长速度、微观组织及性能，探讨了电解液温度对镁合金微弧氧化膜的内在影响，进一步优化了其微弧氧采用微弧氧化技术对镁合金进行表面改性，可以化工艺，丰富了其基础理论。大大提高镁合金件的耐蚀性、耐损性、抗热冲击性和绝缘性。目前，由于微弧氧化电解液系统(不同的电1试验解液配方、电导率、电解液温度等)的多样性与电参数(电源模式、脉冲频率、电流密度、电源、占空比等)的1．1微弧氧化膜的制备复杂性，工艺

3、参数的调控仍是关键问题，尤其电解液以AZ31B镁合金挤压成形棒料为试材，经切割、系统更是研究的热点j。有关电解液系统的研究多打磨、清洗后加工成635mm×5mm试样。集中在电解液配方和电导率方面，如不同电解液配方使用DLKF—WH型微弧氧化设备专用直流脉冲与电参数匹配下氧化膜组织与性能的探讨，电导率对电源，功率为150kW，电流密度为2A／dm；用加热的氧化膜形成机制及质量的影响等2“j。与阳极氧化去离子水配制以NaSiO为主的强碱性复合电解液：相比，虽然镁合金微弧氧化过程中电解液温度的调节10gNa2SiO3，5gNa3PO4，5gKOH，5gNaF，10mL

4、范围大大拓宽，但普遍认为，应控制在20℃左右，C：H(OH)，，1L去离子水；通过控制通人电解槽的冷也有认为，可以放宽到35℃，甚至55℃。温度却气流确保电解液的温度分别为(20±3)℃，是影响氧化膜的关键因素之一，尤其是对膜层硬度的(40-t-3)℃和(60±3)oC。每一温度下，氧化时间均影响较大，应该引起足够的重视l8J。目前，针对不同控制为5，10，15，2O，25，30min。的电解液系统，就温度对镁合金微弧氧化膜的形成及1．2测试衷征质量的影响鲜有系统报道。(1)膜层厚度与显微硬度采用ED一300涡流测本工作采用硅酸盐电解液系统，对比研究了不同厚仪测

5、量膜层厚度，采用HVS-1000型显微硬度计测电解液温度下AZ31B变形镁合金表面微弧氧化膜的量膜层硬度。测试时，每个试样均选取7～9个测试点，取其平均值。[收稿日期]2012—12一l6(2)膜的耐蚀性能用腐蚀滴定试验检测膜的耐[基金项目]国家自然科学基金(51201140)；西南大学博士启动基金(20710910)；西南大学中央蚀性能：①取分析纯KCr03g、37％(质量分数)浓高校基本业务费(XDJK2010C007)资助HC1溶液25mL和去离子水75mL，混合溶解后制得[通信作者]翟彦博(1979一)，博士，讲师，主要研究方腐蚀滴定液。配制好的溶液呈红

6、褐色，放在阴凉、避向：轻合金及其成形技术；电话：光处保存；②将待滴定样用酒精清洗、去除油污后吹15909324797，E—mail．bird513@163．com干，放置在水平桌面，用油性铅笔在试样表面画出西5n_【。《，=l-，；寸．ez寸．1。AZ31B镁合金微弧氧化电解液温度对膜组织与性能的影响裂纹细小，长度约为30m，图5a中，裂纹变得更显量的关键因素之一。著，呈网状分布，其中较大的裂纹连接多个放电孔洞；在微弧氧化过程中，氧化膜的生长主要依赖于分(4)截面微观组织对比图3b，图4b和图5b发配在试样上的瞬间脉冲端电压峰值是否超过已生现，截面均有很多曲折分

7、布的放电通道和未被氧化物成的氧化层在溶液中的击穿电压_9’mJ，当I，D超过某充填的孔穴，图3b中，放电通道和孔穴细密，分布均临界值时，。越大，发生击穿瞬间的能量(瞬间电流匀；图4b中，放电通道变大，且有部分较大的非均匀与电压的乘积)越大，相应地提高了氧化层的电场强分布孔穴；图5b中，虽然放电通道未见明显的增大，度，从而使微弧氧化反应过程中的驱动力增大，有利但是孔穴数目明显增多，并且存在多个孔穴连在一起于氧化层的快速生长。对于微弧氧化这样一个闭环的现象。体系，溶液温度越高，电解液中导电离子的熵值越高，通过上述分析可知，随电解液温度的升高，氧化电导率也就越大，则分

8、配在试样上的越大，氧化层