A356鑄造鋁合金高效節(jié)能陽極氧化工藝研究

【摘要】：A356合金是應用非常廣泛的鑄造鋁合金,擁用良好的鑄造性能,因此被廣泛的應用在汽車、航空航天等領域,特別是在汽車的輪轂生產(chǎn)中占有非常重要的地位。但是由于合金元素影響了組織的均勻性,耐蝕性較差,所以需要對合金進行表面處理。陽極氧化技術是目前運用最為成功與廣泛的一項表面處理技術,工藝簡單、經(jīng)濟環(huán)保,制得的氧化膜有良好的耐蝕性以及耐磨性,是鋁合金主要的表面處理方式。但是因為A356合金中含有較高含量的硅元素,容易造成硅的偏析,阻礙電流的暢通,使用常規(guī)的陽極氧化技術難以獲得性能優(yōu)良的氧化膜。隨著A356合金的應用推廣,這也成為急需解決的一個問題。本文的立題主要基于鑄造鋁合金陽極氧化現(xiàn)存的兩個問題:一是由于硅的存在使得陽極氧化的成膜速度較慢;二是鑄造鋁合金現(xiàn)在一般采用硬質(zhì)陽極氧化來生成氧化膜,需要在較低的溫度下(5℃)反應,增加了陽極氧化的能耗。實驗利用SEM、EDS和極化曲線等分析測試方法,對A356合金陽極氧化膜的表面形貌、化學成分、耐蝕性等進行表征,分析成膜的機理和影響因素。實驗研究了添加劑對A356合金陽極氧化的影響,簡單探討其影響機理;研究了電解液濃度變化以及電參數(shù)大小對A356陽極氧化成膜速度以及膜層耐蝕性的影響。通過對微區(qū)形貌以及成分分析發(fā)現(xiàn),添加劑的加入以及脈沖電源的引入沒有辦法完全消除硅的影響,只是提高了膜層的生成速度以及反應溫度范圍;合金中的硅不會發(fā)生氧化反應,造成了氧化膜均勻性降低,出現(xiàn)氧化膜間斷的現(xiàn)象。通過電解液以及電參數(shù)的優(yōu)化來對A356合金的陽極氧化工藝進行研究,最終找到一種高效節(jié)能的陽極氧化工藝,提高了氧化膜的成膜速率以及反應溫度范圍。 【關鍵詞】：鑄造鋁合金 陽極氧化 成膜速率 耐蝕性
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 前言11-12
• 1.2 鋁合金的陽極氧化技術12-16
• 1.2.1 陽極氧化技術簡介12
• 1.2.2 鋁陽極氧化的形成機理12-14
• 1.2.3 陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)、組成14-16
• 1.3 鑄造鋁合金的陽極氧化16-20
• 1.3.1 添加劑的選擇16-18
• 1.3.2 電參數(shù)的變化18-20
• 1.4 選題目的以及意義20-22
• 第二章 實驗材料與方法22-28
• 2.1 實驗材料與儀器設備22-23
• 2.1.1 實驗藥品與儀器22-23
• 2.1.2 實驗材料23
• 2.2 陽極氧化工藝流程及裝置23-24
• 2.3 試樣的預處理24-25
• 2.3.1 磨樣24
• 2.3.2 清洗除油24-25
• 2.3.3 堿蝕25
• 2.3.4 去灰25
• 2.4 陽極氧化實驗25-26
• 2.5 封孔處理26
• 2.6 氧化膜的性能測試和組織結(jié)構(gòu)分析26-28
• 2.6.1 氧化膜的厚度測試26
• 2.6.2 氧化膜耐蝕性檢測26-27
• 2.6.3 氧化膜的表面形貌以及成分分析27
• 2.6.4 氧化膜層顯微硬度測試27-28
• 第三章 陽極氧化工藝參數(shù)優(yōu)化28-43
• 3.1 前言28
• 3.2 電解液的優(yōu)化28-36
• 3.2.1 主溶液體系的優(yōu)化28-29
• 3.2.2 添加劑的選擇29-31
• 3.2.3 添加劑電解液的優(yōu)化31-36
• 3.3 電參數(shù)的優(yōu)化36-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 陽極氧化工藝的影響因素43-53
• 4.1 前言43
• 4.2 電解液濃度對氧化膜性能的影響43-48
• 4.2.1 硫酸濃度對氧化膜性能的影響43-44
• 4.2.2 草酸濃度對膜層性能的影響44-45
• 4.2.3 硫酸鋁濃度對膜層性能的影響45-46
• 4.2.4 添加劑濃度對氧化膜性能的影響46-48
• 4.3 電參數(shù)對膜層性能的影響48-51
• 4.3.1 電流密度對膜層性能的影響48-49
• 4.3.2 脈沖頻率對膜層性能的影響49-50
• 4.3.3 脈沖占空比對膜層性能的影響50-51
• 4.3.4 氧化時間對膜層性能的影響51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 陽極氧化膜的表面形貌及電化學分析53-62
• 5.1 前言53
• 5.2 氧化膜的表面以及截面形貌53-58
• 5.3 陽極氧化膜層的組成及物相分析58-60
• 5.4 氧化膜的耐蝕性分析60-61
• 5.4.1 點滴實驗60
• 5.4.2 電化學分析60-61
• 5.5 氧化膜的硬度61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 全文結(jié)論與展望62-64
• 結(jié)論62-63
• 工作展望63-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69-70
• 附件70

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