不同體系下鑄造鋁合金微弧氧化膜層的耐磨性能研究

鑄造鋁合金由于其比強(qiáng)度高、比剛度高、密度小、擠壓加工性能良好、鋁資源豐富等原因已被廣泛應(yīng)用于工程的各個(gè)領(lǐng)域。但鑄造鋁合金硬度低、耐磨性差，在惡劣的環(huán)境下容易被腐蝕。因此，鑄造鋁合金要得到更廣泛的運(yùn)用，必須有相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)改善這些缺點(diǎn)。鋁合金微弧氧化處理技術(shù)能夠在鋁合金表面原位生成一層具有高硬度、良好的耐磨和耐腐蝕性能，且和基體具有較強(qiáng)結(jié)合力等優(yōu)異性能的氧化鋁陶瓷膜層。該技術(shù)可有效地解決鋁合金表面硬度低、耐磨性差、易腐蝕等缺陷，從而可顯著延長(zhǎng)鑄造鋁合金制品的使用壽命。目前，科研人員做了大量的有關(guān)鋁合金微弧氧化的研究，但在實(shí)際應(yīng)用中還是遇到很多難題。本文在三種體系下選取最優(yōu)試樣，然后和基體做摩擦磨損對(duì)比試驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)材料是自行研制的新型高強(qiáng)度Al-Cu系鑄造鋁合金。首先采用線切割的方法得到30.5mm×7mm×8mm的鑄造鋁合金試樣，然后分別用砂紙由粗到細(xì)依次打磨，最后用丙酮除油且經(jīng)超聲波清洗機(jī)清洗。用自制微弧氧化設(shè)備分別在鋁酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽體系下對(duì)試樣進(jìn)行溶液配方的微弧氧化實(shí)驗(yàn)。

　　本實(shí)驗(yàn)是采用MMS-2A型屏顯式磨擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)定陶瓷層的耐磨性。測(cè)定微弧氧化試樣和基體在往復(fù)運(yùn)動(dòng)下的耐磨性能和摩擦系數(shù)，該實(shí)驗(yàn)中以GDL鋼作為對(duì)磨材料，外形尺寸與鋁合金試樣相同。摩擦類(lèi)型為滑動(dòng)摩擦，潤(rùn)滑油選用專(zhuān)用的液壓冷凍油，滴油速度40d/min。載荷100N，轉(zhuǎn)速200r/min，實(shí)驗(yàn)時(shí)間30min。試驗(yàn)完成后重復(fù)對(duì)試樣進(jìn)行清洗和烘干處理并準(zhǔn)確稱(chēng)量出試驗(yàn)后試樣的質(zhì)量。算出磨損質(zhì)量損失。

　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)微弧氧化處理的試樣的耐磨性能和基體相比得到顯著提高，且在鋁酸鹽體系中、磷酸鹽體系中、硅酸鹽體系中的耐磨性能的提高幅度依次減弱。