鋁合金復合硬質(zhì)陽極氧化工藝特點闡發(fā)

鋁及鋁合金具有高的比強度、優(yōu)異 的加工機能 和耐侵蝕 機能 ，在各行業(yè)中的利用 不竭 增添 。概況 處置 可以改良 鋁及鋁合金的承載能力和耐磨性，在鋁及鋁合金構(gòu)件的出產(chǎn) 中據(jù)有 很是 主要 的地位。

鋁材硬質(zhì)氧化和常規(guī)氧化的區(qū)分 ：硬質(zhì)氧化的氧化膜有50%滲入 在鋁合金內(nèi)部，50%附著在鋁合金概況 ，是以 硬質(zhì)氧化后產(chǎn)物 外部尺寸變年夜 ，內(nèi)孔變小。

　　硬質(zhì)陽極氧化是一種經(jīng)常使用 而又有用 的鋁及鋁合金概況 處置 方式 。它是用電化學的方式 在鋁概況 構(gòu)成 一層較厚的Al3O4層，以提高鋁的概況 硬度及耐磨性。為了進一步提高涂層的機能 ，可在涂層中引入第二相粒子。一般來說 ，這類 粒子可以分為兩類：即硬粒子和軟粒子。硬粒子，如SIC和SiN，可以增添 涂層的硬度；軟粒子，如聚四氟乙烯（PTFE）和MOS2，可以增添 涂層的自潤滑機能 。

　　本文實驗 研究了添加聚四氟乙烯顆粒的鋁合金復合硬質(zhì)陽極氧化，測定了復合陽極氧化層的磨擦 因數(shù)，并和常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化層的成果 進行了比力 。

　　1實驗 方式

　　陽極氧化用鋁合金為T4態(tài)的6063合金。陽極氧化試樣為直徑30mmX5mm的圓片。氧化前，試樣用金剛石膏拋光，概況 粗拙 為Ra0。2~0。3µm。

表1 6063鋁合金的化學成份 %

Mg

Si

Fe

Cu

Mn

Cr

Zn

Ti

Al

0.45~0.90

0.20~0.60

0.35

0.10

0.10

0.10

0.10

0.10

余量

　　常規(guī)使質(zhì)剛極氧化液用濃度為2. 24 mol／L的水溶液H2SO4水溶液，復合陽極氧化液為上述常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化液一種聚四氟乙烯分離 液的夾雜 液，其夾雜 比例為2 24mol／LHjs(1水溶液：聚四氟乙烯分離 液=3：1(休積比)。氧化液的溫度山氧化汲中放置的環(huán)形冷卻管節(jié)制 ，全部 氧化進程 采取 恒溫氧化，溫度為-3℃~-4℃，氧化進程 頂用 磁力棒攪拌氧化液，用鉛板作陰極，陰極面積為陽極面積的10倍以上。氧化電源用自流電源，陽極的不變 氧化電流密度為2．5 A／dm：。

　　氧化層硬度用主動 顯微硬度計丈量 ，測定位置為氧化層外概況 ，所用載荷為100g，加載延續(xù) 時候 為8s，，用光學顯微鏡不雅 察氧化層橫截面描摹 。

　　為了表征復合硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 機能 ，用MM-200磨損實驗 機進行了室溫下干磨擦 前提 下的磨擦 力矩測定實驗 、實驗 采取 滑塊式裝配 ，如圖]所示。此時將復合硬質(zhì)陽極氧化試樣加工成尺寸為20mmx10mmx 5 nun的長方體，作為固定的試桿；扭轉(zhuǎn) 試樣為外徑、內(nèi)徑16mm，厚度10mm的淬火GCr15鋼圓環(huán)．硬度為60HRC，概況 光潔度為Ra0。2µm。實驗 前，固定試樣和動彈 試樣都用化學純的酒精液細心 清洗。采取 階梯加載法測定磨擦 力矩：初始載荷為49 N，今后 每次增添 載荷49 N，一向 增添 到196 N；在每—載荷下實驗 的時候 都是5min。扭轉(zhuǎn) 試桿的轉(zhuǎn)速為100r／rain，在固定試樣與扭轉(zhuǎn) 試樣接觸點上的相對滑動速度相當于0。21m·S-1磨擦 因數(shù)是由實驗 直接測出的磨擦 力矩除以所用載荷和扭轉(zhuǎn) 試樣的半徑而獲得 的。

　　1　成果 預(yù)會 商

　　圖2為一顛末 60min陽析氧化的典型的復合硬質(zhì)陽極氧化層橫截面的光學顯微照片。在這個照片中，色彩 較深的部門 為為復合陽極氧化層，色彩 較淺的部門 為6063鋁合金基體。由照片可以看出，復合硬質(zhì)氧化層是致密的，厚度可達70µm，聚四氟乙烯粒子平均 地散布 在氧化層中，粒子直徑尺寸為2µm擺布 。在復合硬質(zhì)陽極氧化層照片上放一透明的細方格紙，可丈量 出聚四氟乙烯顆粒在全部 復合硬質(zhì)陽極氧化層的概況 硬度為400-480HVO。

　　復合硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 因數(shù)與載荷的關(guān)系如圖3所示，為便于比力 ，圖中還給出了在不異 前提 下常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化層和沒有顛末 陽極氧化的61163鋁合金的磨擦 因數(shù)：由圖3可見，在所有實驗 載荷下，兩種硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 因數(shù)都較著 比沒有進行硬質(zhì)剛極氧化處置 的6063鋁合金的低很 多；而復合硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 因數(shù)比常規(guī)硬質(zhì)叫極氧化層的磨擦 系數(shù)還要低。常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化層的平均磨擦 因數(shù)為0。1347，復合硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 因數(shù)為0。1115，復合硬質(zhì)陽極氧化層中的聚四氟乙烯顆粒使得硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 田數(shù)在干磨擦 前提 下下降 了17％。

　　結(jié)論

　　在常規(guī)的硫酸型硬質(zhì)陽極氧化液中添加聚四氟乙烯分離 液，可以在6063鋁合金概況 構(gòu)成 含有聚四氟乙烯顆粒的復合硬質(zhì)陽極氧化層。氧化層中聚四氟乙烯顆粒的直徑為2µm擺布 ，面積百分比含量為2%~3%。復合硬質(zhì)陽極氧化層與淬火鋼對磨時的平均干磨擦 因數(shù)為0。11，比常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化層的磨擦 因數(shù)低17%。