Q235钢表面电镀铝层微弧氧化处理后的组织结构和性能

论文摘要

本文利用熔融盐电镀铝技术,采用AlCl3+NaCl+KCl低温熔融盐在Q235钢上获得电镀铝层,再在Na2Si2O3溶液体系中对电镀铝层进行不同时间的微弧氧化处理。采用SEM、XRD分析研究了电镀铝层微弧氧化处理后的表面形貌、相结构,并对硬度、耐磨性能和耐蚀性能等性能进行了测试。结果表明:Q235钢表面上的电镀铝层经不同时间的微弧氧化处理后,其表面形貌与铝及其合金经微弧氧化处理后的相似,为多孔熔融凝固形貌,并且表面的孔洞随氧化时间的延长而增大。经30min的微弧氧化处理后,其电镀铝层表面除了有Al相的存在之外,还出现了γ-Al2O3相,且氧化膜的厚度随着氧化时间的延长而增加。硬度随着时间的延长而不断增加,都显著高于电镀铝层的硬度,经30min的微弧氧化处理后,其电镀铝层表面硬度可达571 HV0.01,提高了近7倍。电镀铝层经不同时间的微弧氧化处理后,其摩擦系数呈现先降低后增大的趋势,处理时间20min时,摩擦系数达到最小值;其磨损体积随微弧氧化处理时间的延长而降低,且降幅都相当大,在处理时间为30min时,磨损体积降为电镀铝试样的1/400。电镀铝层经不同时间的微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中的电化学耐蚀性能大幅度增加,但随着微弧氧化处理时间的延长,电镀铝层的耐蚀性能呈现先增加后降低的趋势,处理时间20min时,耐蚀性能最佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 电镀铝技术的概述
• 1.2.1 电镀铝电解液体系分类
• 1.2.2 电镀铝层的生成机理
• 1.3 铝的表面处理技术
• 1.3.1 微弧氧化技术的历史
• 1.3.2 微弧氧化原理
• 1.3.3 微弧氧化处理工艺
• 1.3.4 微弧氧化陶瓷膜的性能
• 1.3.5 微弧氧化技术的应用
• 1.4 钢铁件表面镀铝层的表面处理技术
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 实验材料及方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 融盐电镀铝实验材料
• 2.1.2 电镀铝微弧氧化试验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 电镀铝前处理及其制备
• 2.3.2 电镀铝层的微弧氧化处理
• 2.3.3 硬度及耐磨性能的测定
• 2.3.4 耐蚀性能的测定
• 2.4 分析方法
• 本章小结
• 第三章 电镀铝层微弧氧化处理后的组织形貌
• 3.1 微弧氧化处理后对电镀铝横截面组织的影响
• 3.2 微弧氧化处理后对电镀铝表面相的影响
• 3.3 微弧氧化处理后对电镀铝层表面形貌的影响
• 3.4 微弧氧化放电过程分析
• 本章小结
• 第四章 电镀铝层微弧氧化处理后的性能
• 4.1 电镀铝层微弧氧化处理后的硬度
• 4.2 电镀铝层微弧氧化处理后的耐磨性能
• 4.3 电镀铝层微弧氧化处理后的耐蚀性能
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢