第十四届全国表面工程大会

29 / 2022-07-31 20:29:10

电流密度对2195铝锂合金微弧氧化膜层组织和性能的影响

铝锂合金 ;微弧氧化 ; 陶瓷涂层； 耐磨性 ; 耐蚀性

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在Na₂B₄O₇电解液体系下, 通过微弧氧化技术在2195铝锂合金表面制备陶瓷涂层，研究了电流密度对微弧氧化涂层的结构和以及耐磨性和耐蚀性的影响。利用SEM 、XRD、EDS和激光共聚焦显微镜（LSCM）等分别对涂层物相组成、涂层表面、截面以及磨痕形貌进行观察分析，采用往复式摩擦磨损试验机研究涂层的摩擦磨损性能，通过电化学工作站研究涂层的耐腐蚀性能。结果表明：微弧氧化陶瓷层由α-Al₂O₃相组成。涂层呈现出典型的粗糙和多孔的表面形貌。随着电流密度的增加，表面粗糙度逐渐增加，表面的孔隙率和孔径都呈先减少后增加的规律。随着电流密度的增加，涂层的厚度逐渐增加，在12A/dm²时得到的最大值为7.5μm。摩擦磨损试验表明，涂层样品的平均摩擦系数先下降后上升，在电流密度为8A/dm²时平均摩擦系数最低，为0.41。在电流密度为4A/dm²时，涂层样品的最低磨损率为0.00705 mm³/(m · N)，比2195合金基体低4倍多。随着电流密度的增加，涂层试样的磨损机制由粘着磨损向磨粒磨损转变，并伴随着氧化磨损和接触疲劳磨损。耐腐蚀试验表明通过改变电流密度可以提高MAO涂层的耐腐蚀性，当电流密度为4A/dm²时可以获得最佳的耐腐蚀性。