不同体系下铸造铝合金微弧氧化膜层的耐磨性能研究

    铸造铝合金由于其比强度高、比刚度高、密度小、挤压加工性能良好、铝资源丰富等原因已被广泛应用于工程的各个领域.但铸造铝合金硬度低、耐磨性差,在恶劣的环境下容易被腐蚀.因此,铸造铝合金要得到更广泛的运用,必须有相应的表面处理技术来改善这些缺点.铝合金微弧氧化处理技术能够在铝合金表面原位生成一层具有高硬度、良好的耐磨和耐腐蚀性能,且和基体具有较强结合力等优异性能的氧化铝陶瓷膜层.该技术可有效地解决铝合金表面硬度低、耐磨性差、易腐蚀等缺陷,从而可显著延长铸造铝合金制品的使用寿命.目前,科研人员做了大量的有关铝合金微弧氧化的研究,但在实际应用中还是遇到很多难题.本文在三种体系下选取最优试样,然后和基体做摩擦磨损对比试验.

    实验材料是自行研制的新型高强度Al-Cu系铸造铝合金.首先采用线切割的方法得到30.5mm×7mm×8mm的铸造铝合金试样,然后分别用砂纸由粗到细依次打磨,最后用丙酮除油且经超声波清洗机清洗.用自制微弧氧化设备分别在铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐体系下对试样进行溶液配方的微弧氧化实验.

    本实验是采用MMS-2A型屏显式磨擦磨损试验机评定陶瓷层的耐磨性.测定微弧氧化试样和基体在往复运动下的耐磨性能和摩擦系数,该实验中以GDL钢作为对磨材料,外形尺寸与铝合金试样相同.摩擦类型为滑动摩擦,润滑油选用专用的液压冷冻油,滴油速度40d/min.载荷100N,转速200r/min,实验时间30min.试验完成后重复对试样进行清洗和烘干处理并准确称量出试验后试样的质量.算出磨损质量损失.

    结果发现,经过微弧氧化处理的试样的耐磨性能和基体相比得到显著提高,且在铝酸盐体系中、磷酸盐体系中、硅酸盐体系中的耐磨性能的提高幅度依次减弱.