铝合金阳极氧化耐磨防腐涂层制备与性能研究

摘要

介绍了铝合金阳极氧化的多种分类方法、阳极氧化机理、铝合金阳极氧化的新进展，重点介绍了铝合金阳极氧化中应用最广泛的两种：普通阳极氧化和硬质阳极氧化，这两种阳极氧化根据应用场合的不同，具备不同的性能要求，两种阳极氧化的工艺也有所差异。 针对国内在特殊场合对铝合金耐磨性、耐腐蚀性的高要求，结合铝合金阳极氧化工艺以及阳极氧化膜多孔的特点，本文分别在阳极氧化电解液中添加耐磨性物质n-SiC和减磨性物质PTFE，使之进入到铝合金阳极氧化膜中，达到提高耐磨性或耐腐蚀性的性能要求。 使用正交实验方法优化了复合阳极氧化工艺参数，得到了添加n-SiC复合阳极氧化最佳工艺方案为：温度20℃，n-SiC添加量20mg/L，电流密度2A/dm2，氧化总时间40min；添加PTFE复合阳极氧化最佳工艺方案为：温度10℃、PTFE体积含量15﹪、电流密度2A/dm2、氧化总时间40min。 运用测厚仪、显微硬度仪、金相显微镜对普通氧化膜、硬质氧化膜、添加SiC复合氧化膜、添加PTFE复合氧化膜等四种氧化膜的表面、横截面作了分析和研究。运用扫描电镜和X射线能谱仪证实了n-SiC和PTFE已经进入了氧化膜中。运用磨损试验机、盐雾腐蚀试验箱对复合阳极氧化膜性能作了性能检测，通过耐磨性检测表明添加n-SiC可以提高耐磨性，使复合阳极氧化膜变得耐磨；添加PTFE可以起到减摩的功用，磨损量大大减少，在载荷10牛顿时摩擦系数降到0.13；对耐腐蚀性的检测表明添加n-SiC或添加PTFE都延长了耐腐蚀时间，添加n-SiC复合氧化膜的耐腐蚀时间为207小时，添加PTFE复合氧化膜的耐腐蚀时间为210小时。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2铝的阳极氧化及其作用

1.3铝阳极氧化机理

1.4铝合金阳极氧化分类

1.4.1铝在硫酸中的阳极氧化

1.4.2铝在草酸中的阳极氧化法

1.4.3铝在铬酸中的阳极氧化

1.4.4铝在混合酸中的阳极氧化

1.5铝合金阳极氧化工艺的新进展

1.5.1添加剂的使用

1.5.2散热条件的改进

1.5.3电气条件的改进

1.5.4微弧陶瓷涂层

1.6研究背景及内容

1.7本章小结

第二章试验材料与设备

2.1试验材料

2.2试验设备

第三章铝及铝合金阳极氧化

3.1普通阳极氧化

3.1.1氧化膜结构

3.1.2阳极氧化膜的性能

3.1.3阳极氧化工艺

3.2硬质阳极氧化

3.3本章小结

第四章铝合金复合阳极氧化工艺的研究

4.1复合阳极氧化机理

4.2添加n-SiC的复合阳极氧化工艺

4.2.1工艺分析与说明

4.2.2工艺配方的确定

4.2.3结论

4.3添加PTFE乳液的复合阳极氧化工艺

4.3.1工艺分析与说明

4.3.2工艺配方的确定

4.3.3结论

4.4本章小结

第五章阳极氧化膜性能对比试验

5.1阳极氧化膜的外观

5.2氧化膜的横截面形貌

5.3膜厚试验

5.4显微硬度试验

5.5氧化膜显微结构

5.6磨损试验

5.7耐腐蚀试验

5.8本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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