TC4合金脉冲氧化装置制造与氧化工艺研究

摘要

阳极氧化是一种传统的表面改性技术,可对钛及钛合金表面进行着色和保护,目前广泛的用于航空、航天、汽车、医疗、船舶等领域。电源是影响阳极氧化工艺的重要因素之一,传统阳极氧化主要以直流电源的形式为主,在工业生产应用中存在着诸多问题,限制了阳极氧化的发展。为了改善阳极氧化工艺,脉冲电源成为了研究重点;与直流电源相比,脉冲电源在实验过程的控制、电参数调节等方面拥有更多的优势。
　　本课题研究了整流电路和脉冲变换组件等电源主电路部分。对整流电路部分的三相桥式全控电路以及可控硅的选取进行了分析计算;在脉冲变换组件中,详细分析了斩波电路原理以及IGBT的选取,安装调试出用于TC4合金脉冲阳极氧化工艺实验的脉冲电源装置。
　　实验中将TC4合金采用直流电源与脉冲电源制备的阳极氧化膜层在成色机理、表面形貌、组织成份、耐电化学腐蚀性能等方面进行对比。结果表明:脉冲电源制备的阳极氧化膜层在颜色的深度和亮度上表现的较好;膜层和基体的结合力表现良好;脉冲阳极氧化过程中膜层的成膜速度相对较快且表面均匀,生成连续性多孔膜层。

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第一章 绪论

1.1钛及钛合金概述

1.2阳极氧化研究现状

1.3阳极氧化电源

1.4脉冲电源发展现状

1.5本文主要研究内容、目的及研究意义

第二章 实验材料与设备方案

2.1阳极氧化实验材料

2.2阳极氧化实验

2.3膜层性能分析

2.4本章小结

第三章 脉冲氧化电源设计

3.1电源主要技术参数

3.2整流电路设计

3.3脉冲变换组件设计

3.4本章小结

第四章 脉冲阳极氧化膜层成色分析

4.1电压对氧化膜层颜色的影响

4.2占空比对氧化膜层颜色的影响

4.3试验时间和溶液温度对氧化膜层颜色的影响

4.4本章小结

第五章 脉冲与直流电源制备的氧化膜层性能对比研究

5.1氧化膜层形态、成分组分析

5.2氧化膜层颜色均匀性分析

5.3氧化膜层结合力分析

5.4氧化膜层在3.5%NaCl溶液中的耐电化学腐蚀性能分析

5.5本章小结

结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢