采用阳极微弧氧化的方法在镁合金基体上制备具有一定厚度的涂层(毕业论文)

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摘要木文利用复合脉冲的微弧氧化设备,研究了不同电解液及配比、工艺参数等因素对镁合金微 弧氧化膜层的牛长厚度,膜层表面形貌的影响。通过实验分析比较不同溶液及配比和工艺参数对 膜层的不同影响。结果表明:在NasPCU体系小适量增加Ca3(PO4)2的含量可以使涂层的厚度增加,孔隙更均 匀;各工艺参数对涂层的形成有不同的影响,随微弧氧化时间增加,涂层厚度将增人,但时间过 长,使涂层脱落;表面微孔尺寸随之增人过大则使涂层出现裂纹;加入反向电压可以去掉部分 疏松层,使涂层更加致密,但时间过长,使涂层会变薄;保持恒定电压,涂层生长速率均匀,涂 层厚度均匀;最佳工艺为电压250V,时间lOmino关键词:微弧氧化;电解液;形貌;工艺参数;镁合金AbstractIn this article, the effects of different electrolyte and electrical parameters on the thickness, surface- structure and section-structure of the magnesium alloy Micro-arc Oxidation layer are studied by the MAO equipment. There are different effects of diflferent electrolyte and electrical parameters to the layer by the wear and pull test.The results show that increasing the content of the Ca3(P()4)2 properly can make thickness of the layer increase in the Na3PC)4aqua system, the hole become more regular; with the increment of time, thickness of layers will enlarge; but when the time stand too long, which will make the layer shed off; with the aggrandizement of the voltage, the size of the surface pores will become mo big, increasing too much will make the layer appear crack Joining opposite voltage can throw away part of loose layers,make the layer more compact, but time stand too long, will make layer become thin; increasing the pulse width, the speed of the layer growth become more quickly, but the thickness don't greatly change; The best craft is the voltage 250 Y time 10 mins.Key words: Micro-arc oxidation, Electrolyte, StructureCraft parameters, Magnesium alloys摘要 IABSTRACT II目录 UI第1章绪论 11」课题的目的、意义 11丄1课题的目的 11.1.2课题的意义 11.2课题背景和文献淞 21.2.1课题背景 21.2.2文献馳 31.2.3本领域存在的问题 111.3主要研究内容 12第2章实验方法 132.1实验材料 132.1.1实验的基材 132.1.2实验采用的各种试剂 142.1.3微弧氧化设备 142.2实验方法 152.2.1实验前镁片的加工 152.2.2微弧氧化电解液的设计 152.2.3微弧氧化工艺参数的选择 162.3分析测试方法 162.3.1涂层形貌分析 16232 EDS涂层成分分析 16第3章实谿果与讨论 173.1实验现象 173.2实验结果及分析 183.2.1涂层表面形貌与分析 183.3能谱的分析 213.3.1不同溶液屮试样的能谱分析 213.3.2在同种溶液不同时间里的试样的能谱分析 22第4章结论 24致谢 错误!未定义书签。参考文献 251.1课题的目的、意义1.1.1课题的目的本毕业设计是采用阳极微弧氧化的方法在镁合金基体上制备具有一定厚度的涂层。通过不同 溶液(主要研究增加不同含量的Ca3(PO4)2)及工艺参数来调节阳极微弧氧化膜成分、质量。使 涂层具有较好的组织结构和表面质量,以适应现代工业对其越來越严格的使用要求,使镁合金在 T业屮发挥其优良的性能。1.1.2课题的意义镁合金由于比强度高,加工、焊接、抗冲击性能及尺寸稳定性良好,故越来越广泛地应用于 航空、汽车制造和电子等领域。但是镁是极活泼的金属,标准屯极电位为-36V(SCE),其耐蚀性 极差,即使在室温下,也会与空气发生氧化反应。因此镁合金在使用前必需进行表面处理。为解 决这些问题引出利用微弧氧化技术在金属表面产生一层生物陶瓷膜,改良金属本身的不足。而电 解液的配制和各个工艺参数的控制对微弧氧化生成陶瓷层具冇很更要的因素,溶液的配置直接关 系到能否成功进行微弧氧化,而各个工艺参数合理调整对形成的膜层的质量好坏也有很大的关 系,而屯解液的配制和各个工艺参数的控制对微弧氧化生成陶瓷层具冇很重要的因索,溶液的配 置直接关系到能否成功进行微弧氧化,而各个工艺参数合理调整对形成的膜层的质量好坏也有很 大的关系,所以,合理的电解液配制和工艺参数能够获得良好的陶瓷层应用于航空、航天、医 学、机械、电子、装饰等领域。1.2课题背景和文献综述1.2.1课题背景作为现代工业合金中比重最轻的一种合金,镁合金以其较高的强度重量比和良好的防震性能 而得以广泛应用在导弹导引系统,起落轮毅,发动机机壳等零部件。近年来镁及其合金除了成为 轻质结构材料的重要替代产品外,还被应用在高强度、高减振性、电磁屏蔽性和耍求良好的力学 性能的汽车及电子工业领域。由于镁的密度较低1.74g/cm3,用镁合金铸件代替铝合金铸件,可 在同等强度下使工件的重量减轻25?30%。据估计,在运输工具上减重10%可以带来5.5%的能 耗效益,可见使用镁及其合金能降低能耗并且带來可观的经济效益。由于镁的这些优良特性,国 际上对镁的消耗H益增加,世界各国对镁及其合金的开发研究也在积极进行。我国的镁蕴藏丰 富,但主要是以镁砂的形式岀口,相反却要进口镁成品,这造成大量的资源和资金浪费。为了改 变这种状况,近年來,我国也开始研
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