鋁合金多相復合硬質陽極氧化膜的制備及機理研究.pdf

1、我國是高速縫制機械設備制造大國，其摩擦零件是設備的核心部件之一，其產業(yè)比重很大。近年隨著高速縫制機械設備向無油化運行的發(fā)展，研究發(fā)展具有高耐磨和自潤滑性能的摩擦零件材料制備技術，是應對行業(yè)設備無油潤滑需求的重要途徑。7A04鋁合金是制備縫制機械設備摩擦零件的常用材料，傳統(tǒng)技術是通過陽極氧化方法在其表面制備一層氧化膜來提高鋁合金表面摩擦性能，但是，傳統(tǒng)陽極氧化技術制備的氧化膜硬度低、自潤滑性能較差，難以滿足高速運行條件下摩擦零件的無油潤滑

2、需要。而通過研究納米顆粒與高分子固體潤滑顆粒多相復合陽極氧化新技術，制備具有高耐磨和自潤滑性能的鋁合金復合氧化膜已成為國內外重點研究的方向。因此，鋁合金多相復合硬質陽極氧化膜的制備及機理研究具有重要的科學研究與實際應用價值。
　　本文以硫酸為基礎電解液、草酸等為添加劑，利用直流疊加脈沖波型電流在7A04變形鋁合金表面制備多相復合(C-BN、α-Al2O3、PTFE及Ce(SO4)2·4H2O)的硬質陽極氧化耐磨的膜層。并用OM、S

3、EM、EDS、顯微硬度計及耐磨實驗機等設備手段來觀察表征該膜層的組織結構、形貌和性能等。實驗結果表明:
　　1)在硫酸150g/L，時間30min、脈沖電流密度3A/dm2等參數(shù)下，采用直流疊加脈沖電源在7A04合金表面成功制備出硬度為389HV0.025、厚度為24μm的硬質陽極氧化膜。
　　2)向基礎電解液中添加5g/L BN+3g/L Al2O3+20ml/L PTFE+0.4g/L Ce(SO4)2·4H2O形成多相

4、復合氧化液體系，成功制備出硬度為431HV0.025，厚度28μm的復合硬質膜層，氧化膜相對更致密，納米管內徑大約為23nm，摩擦系數(shù)降為0.097，磨損量為0.4mg，多相復合氧化膜具有良好的耐磨與自潤滑性能。
　　3)通過100℃-300℃的溫度對5g/L BN+3g/L Al2O3+20ml/L PTFE+0.4g/LCe(SO4)2·4H2O多相復合氧化膜進行熱處理，溫度為200℃時，氧化膜硬度為521HV0.025，摩擦