SiC颗粒增强的AZ91D镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究
发布时间:2013-10-10 05:43
作者:互联网
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镁合金具有
密度低(1.74g/cm3),而且其比
强度和比
刚度均超过其他
金属,在
汽车等轻量化技术研究开发中具有重要意义。但
镁合金的耐
腐蚀性能极差,在使用中必须进行表面处理。微弧氧化技术以其
工艺稳定、设备简单、常温反应、无过程污染等优点而得到广泛的研究和应用,可直接在Mg、Ti、Al等
金属表面原位生长一层致密且与基体有较强结合力的
陶瓷膜,显著
改善金属的耐磨性和耐腐蚀性,为新型
陶瓷薄膜生长技术。此外,根据所选电解液的不同,可将不同的
离子引入基体表面而起到改性作用。目前,已有文献报道在
复合体系电解液中所制备的膜层的耐腐蚀性能最好,但关于在电解液中加入一些耐
摩擦、耐腐蚀的粉末对膜层结构和性能有何影响,在国内外文献中鲜有报道。本文在
硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末,研究SiC粉末对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的显微结构及其耐腐蚀性能的影响。本实验采用的材料为AZ91D镁合金。试样为圆饼状。试验前试样表面先用砂纸打磨,并依次用超声波去油(
丙酮溶液)、去水(无水酒精)和去离子水清洗。微弧氧化试验采用自制电源(自行研制的MAO-300双极性脉冲微弧氧化电源),最大输出
功率220kW,最大输出电压500V,最大输出电流400A。实验
系统包括微弧氧化电源、
电解槽、搅拌系统,
冷却系统等。电解液体系选为硅酸盐型,其主要成分及浓度为硅酸
钠15g/L,氟化
钾13g/L,氢氧化钠2g/L,丙三醇12mL/L,SiC粉末5g/L(纯度≥98.5%,平均粒径<5μm)。实验采用恒压模式
控制,电流密度10~20A/dm2,电解液温度20~50℃,氧化时间30~60min。在硅酸盐体系电解液中加入SiC粉末所制备得微弧氧化膜,表面上的微孔减少且膜层变得致密。加入SiC粉末后微弧氧化膜层的相成分主要由SiC、MgO和Mg2SiO4等相组成,膜层的物相成分中出现了SiC相。与未加SiC粉末所制备的膜层
相比,加入SiC粉末后所制备微弧氧化膜层的腐蚀电流下降了3个数量级,因而具有较好的耐腐蚀性能。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。