镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象及其解决方案研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
镁合金微弧氧化中局部烧蚀现象及其解决方案研究
姓名:姜均涛
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:马跃洲
20090506
摘要微弧氧化是一种新兴起的材料表面处理方法,是在阳极氧化的基础上发展起来的一项高新技术。其原理是通过电参数和电解液的匹配调整,在阳极表面产生微区弧光放电原位生长出一层陶瓷膜。在镁合金微弧氧化过程中存在一种气体持续燃烧现象,一旦这种局部烧蚀现象持续发生将会烧蚀镁合金基体,造成处理工件报废。这成为限制镁合金应用的最关键性问题。本文以镁合金Q芯坎牧希鄄炝嗣竞辖鹗匝兔竞辖鹉ν谐德朱痹进行微弧氧化处理过程中出现的局部烧蚀现象,通过大量不同工艺条件下的试验和观察,进行了镁合金微弧氧化溶液和电参数优化。研究表明:当电解液配方为://疞,脉冲频率伎毡ナ保芄挥效的抑制局部烧蚀现象的发生。为了解决这种局部烧蚀问题进行了氧化过程中电弧控制的研究。自然熄弧和强制熄弧是电弧熄灭的两种方式,比较了两种电弧的现象,并讨论了两种熄弧状态下得到的微弧氧化陶瓷层的性能。结果表明:自然熄弧状态下得到的陶瓷膜粗糙,表面有孔洞,导致工件失效;强制熄弧状态得到的膜层表面光滑,陶瓷膜与基体结合紧密。研究表明,微弧氧化过程可分为阳极氧化、微弧氧化、大弧放电三个阶段。、C竞辖鹞⒒⊙趸淌抵适堑ジ鑫⑶诺绲睦奂菩Ч竞辖鹗匝湃氲解液中,通电后表面立即生成一层很薄且透明的绝缘膜,与电解液接触的气泡在强电压下被击穿,击穿时电子碰撞的能量将使这部分气体离解,等离子体产生,有气体放电现象,发生一系列的高温反应,生成陶瓷膜层。为了研究镁合金微弧氧化需要什么样的电源形式,在直流脉动、交流脉动和带放电回路的三种电源形式下对镁合金进行微弧氧化实验。研究发现:直流脉动形式下进行微弧氧化会产生连续弧烧损试样;交流脉动形式由于负脉冲的存在能够抑制连续弧的产生,但是由于负电压的存在生成的膜层表面有大量的附着物,放电回路,在此电源形式下进行微弧氧化,能够有效抑制连续弧的产生,并且膜层的生长速度要高于交流脉冲电源形式,膜层具有良好的性能。关键词:镁合金;微弧氧化;局部烧蚀;强制熄弧;放电回路电源;微弧氧化膜层主要相组成为、饕TK匚狾、、、膜层粗糙;带放电回路的电源形式设计原理为在正脉冲过后再在负载两端增加一硕十学伊论文
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日期:川年作者签名:蓦掏街作者签名:差期;角滤救兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:力何年滤救日期:咖了年岁月司日原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名:,
,除地壳表层金属镁的含量为%外,在盐湖及海洋中的含量也十分可观。因此,在很多金属趋于枯竭的今天,加速开发镁金属材料是实现可持续发展的重要措施之一。纯镁为银白色金属,其熔点是芏任.~/鑫8值ィ恋ィ镜淖畲笥诺恪緇】是质轻。经过合金化及热处理以后,其强度大大提高,得到了广泛应用。镁合金的特点是具有良好的机械加工性能,其切削速度大大高于其它金属,而且另一个突出特点是不需要磨削和抛光,不使用切削液即可得到光洁的表面。镁的弹性模量比铝低,在作受力零件时必须用加强筋或适当增加零件断面厚度。镁合金的其它性能有:枘嵝裕竞辖鹁哂辛己玫奈漳芰康哪芰Γ庵帜芰梢晕照鸲叽缥榷ㄐ裕恍枰M嘶鸷拖αΥ砭途哂谐叽缥榷ㄐ允敲竞辖鸬耐出特点,镁合金的体收缩率是ィ亲畹褪账趿康闹旖鹗糁械囊恢郑冷却至室温的线收缩为プ笥遥诟涸厍榭鱿拢志哂泻玫娜浔淝慷龋这种性能对发动机零件和小型发动机压铸件具有重要的意义。钩寤骱涂寡顾跣阅埽竞辖鹁哂形盏缘奶匦裕懿己玫某寤髑度与压缩强度的组合,这是旋转草坪割草机盖采用镁合金压铸件的原因之硗猓竞辖鸹咕哂腥鹊悸矢摺⑽薅拘浴⑽薮判浴⒉灰灼扑榈扔诺恪常规镁合金的开发和应用