CN106947991A - 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法 - Google Patents

一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106947991A
CN106947991A CN201710138233.1A CN201710138233A CN106947991A CN 106947991 A CN106947991 A CN 106947991A CN 201710138233 A CN201710138233 A CN 201710138233A CN 106947991 A CN106947991 A CN 106947991A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
concentration
corrosion
electrolyte
arc oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710138233.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106947991B (zh
Inventor
陈传忠
林兆擎
于慧君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201710138233.1A priority Critical patent/CN106947991B/zh
Publication of CN106947991A publication Critical patent/CN106947991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106947991B publication Critical patent/CN106947991B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/026—Anodisation with spark discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）配制电解液：以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐制备得到电解液；（2）将铝合金置于步骤（1）中的电解液中，所述铝合金在电解液中作为正极，不锈钢作为负极，采用微弧氧化处理后，得到具有耐磨耐蚀抗热震涂层的铝合金。本发明通过选择合适的电解液，和调节相应的工艺参数来控制薄膜的形貌和显微组织，获得了具有优异的耐蚀，耐磨，结合力，硬度，抗热震性能的微弧氧化涂层。

Description

一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法
技术领域
本发明属于铝合金表面处理领域，具体涉及一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制 备方法。
背景技术
近些年，随着经济的高速发展，对材料和能源的需求急剧增加，给环境造成了巨大的 压力。为了保持环境的可持续发展，人们开始设法减少资源的浪费，提高利用率。目前，在一些企业和工业生产中已经采用了一些措施来减少环境污染，例如在运输行业中，汽车每年释放了全球19％的温室气体，人们开始把焦点放在提高燃料的利用率，降低温室气体的排放等方面。
影响车辆的能源消耗和释放气体的因素有很多，其中重量是非常关键的因素。因此， 人们开始努力寻找一些轻的金属及其合金来代替传统的钢铁。轻金属中尤其是铝和镁，由 于其密度(Al,2.7g/cm3；Mg,1.74g/cm3)比钢铁(7.86g/cm3)低，比强度高，易加工，在航空航 天和汽车制造等领域逐渐受到重视。
铝材是有色金属中使用量最大、应用最广的材料，并且它的实际应用范围还在不断扩 展之中。全世界铝材的消费总量从1991年的1874.4万吨增加到2000年的2477.98万吨， 十年增速达到32％，而我国的铝消费总量，从1991年的86.8万吨迅速增加到2000年的353.27 万吨，增速达三倍之多。铝制品种类繁多，据统计已超过70万多种，应用遍及国民经济各 部门。由于纯铝的强度较低，其用途受到一定限制，所以工业上更多采用铝合金。
铝合金是一种轻合金，它以铝为基体金属元素，并由合金元素及杂质所组成的工程合 金。铝合金中应用的主要元素是镁、硅、锌、铜和锰，辅助元素有铬、铁、镍、钴、钛和锆。工业铝合金分为两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。铸造铝合金熔融态下充型性好，可获得各种近乎最终使用形状和尺寸毛坯的铝合金，其合金化不受塑性成型的限制。铸造铝合金的流动性好，具有良好的充填性，小的收缩性和低的热裂性，但塑性较差，可通过 变质处理和热处理来提高其力学性能。依据可否热处理强化，变形铝合金又可分为热处理 强化铝合金与非热处理强化铝合金两类。
然而，铝合金的耐蚀性和耐磨性较差，限制了其应用的范围。因此，人们通过在铝的 表面制备适当的薄膜来增加耐磨和耐蚀性，从而增加其应用范围。铝合金的表面处理有很 多方法，例如阳极氧化，化学镀层，化学和物理气相沉积，等离子喷涂等。工业生产中的铝合金，通常使用阳极氧化的方法来制备几微米以上的薄膜。然而传统阳极氧化涂层的耐蚀性和耐磨性经常不能满足实际应用，而且阳极氧化使用强酸性的电解液，对环境危害较大。
微弧氧化，又被称为阳极电火花沉积，等离子体氧化，是一种最近兴起的表面处理方 法，可以在阀金属(例如铝，镁，钛，锆等)及其合金表面制备陶瓷涂层。微弧氧化与传统阳 极氧化相似，但是大不相同。阳极氧化的电压范围通常为10-50V，微弧氧化电压通常超过 原始氧化涂层的击穿电压，一般在400-800V之间。高的电压导致反应过程中试样表面形成 大量的等离子火花，由于火花的局部热效应使薄膜中形成基体金属氧化物和更复杂的含有 电解液元素的氧化物。微弧氧化薄膜与基体的结合力很高，也具有高硬度、高耐磨性、高 电阻和耐蚀性等特点。同时由于微弧氧化过程对基体的热影响可以忽略，制备出的高性能 薄膜对基体的机械性能影响也非常小。
微弧氧化由于其低成本，无污染，可以在轻金属及其合金表面制备出的致密，高硬度， 厚度大的薄膜等特点，逐渐引起了人们的关注。最近，人们开始利用微弧氧化薄膜提高轻 合金的耐蚀和耐磨性能，也有人利用微弧氧化技术在材料表面制备生物薄膜，微弧氧化技 术逐渐由实验走向商业应用。尽管微弧氧化技术的研究非常广泛，比如申请号为：201210165095.3的中国专利《一种铝合金表面陶瓷涂层的制备方法》，申请号为201210335148.1的中国专利《一种铝合金微弧氧化着蓝色膜层的方法》，然而薄膜的形成和生长机制还没有统一的观点。未来微弧氧化技术能针对不同的情况，调节工艺参数来控制薄膜的形貌和显微组织是扩展其商业应用的关键。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震的微弧氧化涂层。
本发明的第二个目的是提供一种电解液体系，该电解液为添加稀土氧化物的醋酸盐电 解液体系。
本发明的第三个目的是提供一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震微弧氧化涂层，该涂层：耐蚀性能优异，腐蚀电流≥ 8.185×10-9A/cm2；硬度高，纳米硬度≤11GPa；涂层的磨损系数≤5.96×10-12N/m2；涂层与 基体结合力≤41N。
优选的，该涂层耐蚀性能优异，腐蚀电流最低可达到8.185×10-9A/cm2，腐蚀电压为-0.628 V；硬度高，纳米硬度可达到11GPa；耐磨性能与不添加硝酸镧的膜层相比提升约8.3倍； 涂层抗热震性能出色；涂层与基体结合力强，最高可达到41N。
一种电解液体系，其特点是，所述的电解液为添加稀土氧化物的醋酸盐电解液体系。
优选的，所述稀土氧化物为硝酸镧。
优选的，所述硝酸镧的浓度为0.15～0.85g/L。
优选的，所述硝酸镧的浓度为0.25～0.35g/L，0.35～0.45g/L，0.45～0.55g/L，0.55～0.65g/L 或0.65～0.75g/L。
进一步优选的，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
优选的，所述醋酸盐电解液体系的成分为乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐。
优选的，所述乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐分别为乙二胺四乙酸二钠、醋酸钠、 钨酸钠。
优选的，所述乙二胺四乙酸二钠、醋酸钠、钨酸钠的浓度分别为：乙二胺四乙酸二钠 的浓度为0.2～1g/L，醋酸钠的浓度为5～15g/L，钨酸钠的浓度为1～5g/L。
优选的，所述乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.4～0.6g/L，醋酸钠的浓度为9～11g/L，钨酸 钠的浓度为2～4g/L。
进一步优选的，醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的 浓度为3g/L。
最优选的，醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的浓度 为3g/L，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法，其特点是，包括选用上述电解液体 系的步骤。
具体包括以下步骤：
(1)配制电解液：以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐 和钨酸盐制备得到电解液；
(2)将铝合金置于步骤(1)中的电解液中，所述铝合金在电解液中作为正极，不锈钢作为负极，采用微弧氧化处理后，得到具有耐磨耐蚀抗热震涂层的铝合金。
优选的，所述硝酸镧的浓度为0.15～0.85g/L。
优选的，所述硝酸镧的浓度为0.25～0.35g/L，0.35～0.45g/L，0.45～0.55g/L，0.55～0.65g/L 或0.65～0.75g/L。
进一步优选的，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
步骤(1)中，所述乙二胺四乙酸盐包括乙二胺四乙酸二钠等，所述醋酸盐包括醋酸钠 等，所述钨酸盐包括钨酸钠等。
优选的，乙二胺四乙酸盐的浓度为0.2～1g/L，醋酸盐的浓度为5～15g/L，钨酸盐的浓度 为1～5g/L。
优选的，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.4～0.6g/L，醋酸钠的浓度为9～11g/L，钨酸钠的 浓度为2～4g/L。
进一步优选的，醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的 浓度为3g/L。
最优选的，醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的浓度 为3g/L，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
步骤(2)中，优选的，所述电解液的温度控制在50℃以下，电源频率为400～600Hz，添加负向电压-90～-30V，正占空比30％～50％，负占空比0～30％，正负脉冲比1:0～1:1，在 正向电压400V～500V范围内恒压通电反应5～60min。
影响微弧氧化过程的参数主要包括电参数，电解液成分，氧化时间，基体成分等。(1) 电压对微弧氧化涂层的影响：电压是对微弧氧化过程影响最大的电参数，电压通常要大于 击穿电压使微弧氧化过程可以开始。电压的影响通常与电流密度一致，改变电压的大小可 以影响涂层的成分，相组成，微观组织以及涂层的物理和化学性能。对于铝合金基体来说， 提高电压能够提高涂层中α-Al2O3的相对含量。铝合金表面的微弧氧化涂层主要由α-Al2O3(耐蚀且硬度较高)和γ-Al2O3(易腐蚀且硬度较低)组成。(2)脉冲参数对微弧氧化涂 层的影响：在脉冲电流模式下，通过调整脉冲参数可以更加灵活的调控微弧氧化过程。(3) 微弧氧化时间对涂层的影响：在恒压模式下，随着涂层的生长，涂层的绝缘性也逐渐增加， 在反应持续一定时间后，电压无法继续击穿涂层，反应停止，电流降为0。(4)电解液对微弧氧化涂层的影响：电解液的成分是微弧氧化过程中非常重要的一个因素。一个合适的电解液可以使金属钝化，在表面形成一层较薄的薄膜，从而可以发生介质击穿引发放电现象。在反应过程中，电解液还充当这电介质的作用负责能量的传输，并且为氧化反应提供需要的氧。电解液中的成分也会随着反应进入涂层中影响微弧氧化涂层的性能。(5)基体成分对微弧氧化涂层的影响：基体成分也会对微弧氧化涂层的性能产生影响。有研究表明，纯Mg与三种不同的商用镁合金在相同的条件下进行处理后，涂层的表面形貌，厚度，孔 隙率都受到了基体成分的影响。
本发明对电参数做了进一步优化调整，得到：电源频率400Hz，正占空比40％，负占空比30％，正负脉冲比1:1，添加负向电压-60V，在正向电压500V的恒压下通电反应30min。经过大量实验验证与分析，上述微弧氧化电参数使得涂层的各项性能比较优异。
优选的，微弧氧化电源为双向脉冲电源、单向脉冲电源或直流电源。
优选的，所述铝合金为2系铝合金；进一步优选的，所述铝合金为2A12铝合金。
优选的，在进行微弧氧化处理前，对铝合金进行预处理：将铝合金打磨光滑，用丙酮 去除表面的油脂，再在酒精中超声波清洗，晾干。
本发明还保护采用所述的方法制备得到的具有耐磨耐蚀抗热震涂层的铝合金。
本发明的有益效果是：
(1)影响微弧氧化过程的参数主要包括电参数，电解液成分，氧化时间，基体成分等。 本发明通过选择合适的电解液，和调节相应的工艺参数来控制薄膜的形貌和显微组织，最 终获得了具有优异的耐蚀，耐磨，结合力，硬度，抗热震性能的微弧氧化涂层。
(2)本发明制备得到的微弧氧化涂层的耐蚀性能十分优异。由于本发明选择了合适的 电解液和微弧氧化电参数，使得制备得到的涂层腐蚀电流可以达到8.185×10-9A/cm2，腐蚀 电压为-0.628V。
(3)本发明制备得到的微弧氧化涂层硬度高，耐磨性能优异。由于本发明选择了合适 的电解液和微弧氧化电参数，使得制备得到的涂层的具有较高的硬度，高达11GPa，高硬度使得微弧氧化陶瓷涂层具有良好的耐磨损性能，大大提高了产品的使用寿命。
(4)本发明的涂层与基体的结合强度十分高。微弧氧化膜层是在基体表面原位生长的 膜层，基体与膜层呈冶金结合状态，所以结合力高，且不易剥落，结合强度可高达到41N。
(5)本发明的涂层具有非常优异的抗热振性能。由于微弧氧化是由高温熔融状态直接 与电解液接触冷却形成的涂层，反应最高温度可以达到105℃，急速的冷却导致涂层出现大 量的裂纹和微孔。但是本发明的涂层经过热震试验后，涂层表面没有明显的大面积脱落， 说明本发明的微弧氧化涂层具有非常优异的抗热震性能。
(6)本发明的电解液材料来源广泛，微弧氧化过程操作简单，成本低廉，非常适宜工 业化生产和商业应用。
附图说明
图1为微弧氧化过程中正向电流，正向电压随时间变化的曲线。其中，(a)0g/L La(NO3)3, (b)0.3g/L La(NO3)3,(c)0.5g/L La(NO3)3,(d)0.7g/L La(NO3)3。
图2为在不同La(NO3)3浓度的电解液中制备的微弧氧化涂层SEM照片。其中，(A1,A2) 0g/L La(NO3)3,(B1,B2)0.3g/L La(NO3)3,(C1,C2)0.5g/L La(NO3)3,(D1,D2)0.7g/L La(NO3)3。
图3为添加0.5g/L La(NO3)3涂层的纳米硬度曲线。
图4为在不同La(NO3)3浓度里的XRD图谱。其中，(a)0g/L La(NO3)3,(b)0.3g/L La(NO3)3, (c)0.5g/L La(NO3)3,(d)0.7g/L La(NO3)3。
图5是W和La的X射线光电子能谱。
图6为不同La(NO3)3浓度电解液中制备的微弧氧化涂层的极化曲线。其中，(a)0g/LLa(NO3)3,(b)0.3g/L La(NO3)3,(c)0.5g/L La(NO3)3,(d)0.7g/L La(NO3)3。
图7为在加入0.5g/L La(NO3)3的电解液中制备的微弧氧化涂层磨损后的SEM照片。
图8为在添加0.5g/L La(NO3)3电解液中形成的微弧氧化涂层磨损后的EDS。
图9为电解液中添加不同含量的La(NO3)3时涂层的声发射-载荷曲线。
图10为电解液中添加0.3g/L La(NO3)3时涂层的划痕形貌。
图11电解液中添加不同含量的La(NO3)3时涂层的热震实验后宏观照片。
图12电解液添加0.7g/L La(NO3)3的涂层热震后微观局部剥落SEM。
图13电解液中添加不同含量的La(NO3)3时涂层的热震实验后SEM。其中，(a)0g/LLa(NO3)3,(b)0.3g/L La(NO3)3,(c)0.5g/L La(NO3)3,(d)0.7g/L La(NO3)3。
图14为不同负向电压下制备的微弧氧化涂层的SEM照片。其中，(A1,A2)0V,(B1,B2)-30 V,(C1,C2)-60V,(D1,D2)-90V。
图15为同负向电压下制备的微弧氧化涂层的极化曲线。其中，(A)0V,(B)-30V,(C)-60 V,(D)-90V。
图16为不同频率下制备的微弧氧化涂层的SEM照片。其中，(A1,A2)200Hz,(B1,B2)400Hz,(C1,C2)600Hz。
图17为不同频率下微弧氧化涂层的XRD图谱。其中，A：200Hz,B：400Hz,C：600Hz。
具体实施方式
实施例1
1、基体材料的制备和预处理
本试验选择2A12铝合金作为微弧氧化基体，基体的主要成分为：
表1 2A12铝合金化学成分(质量分数，％)
试样被切割成12×12×7mm的小块，实验前在400#，600#和1000#的砂纸上磨亮，之后 用酒精和去离子水冲洗。
2、电解液的配制
以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐制备得到 电解液；其中，所述硝酸镧的浓度为0.3g/L，乙二胺四乙酸盐的浓度为0.5g/L，醋酸盐的浓 度为10g/L，钨酸盐的浓度为3g/L。
3、电参数
将处理好的铝合金置于配制好的电解液中作为正极，不锈钢槽作为负极，通冷却水循 环保持电解液温度控制在50℃以下，采用微弧氧化电源供电，电源频率范围400Hz，添加 负向电压-60V，正占空比40％，负占空比30％，正负脉冲比1:1，在正向电压500V范围 内恒压通电反应30min。
实施例2
1、基体材料的制备和预处理
同实施例1操作。
2、电解液的配制
以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐制备得到电 解液；其中，所述硝酸镧的浓度为0.5g/L，乙二胺四乙酸盐的浓度为0.5g/L，醋酸盐的浓度 为10g/L，钨酸盐的浓度为3g/L。
3、电参数
同实施例1操作。
实施例3
1、基体材料的制备和预处理
同实施例1操作。
2、电解液的配制
以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐制备得到电 解液；其中，所述硝酸镧的浓度为0.7g/L，乙二胺四乙酸盐的浓度为0.5g/L，醋酸盐的浓度 为10g/L，钨酸盐的浓度为3g/L。
3、电参数
同实施例1操作。
实施例4
1、基体材料的制备和预处理
同实施例1操作。
2、电解液的配制
同实施例2操作
3、电参数
将处理好的铝合金置于配制好的电解液中作为正极，不锈钢槽作为负极，通冷却水循环 保持电解液温度控制在50℃以下，采用微弧氧化电源供电，电源频率范围400Hz，添加负 向电压0,-30V,-60V,-90V，正占空比40％，负占空比30％，正负脉冲比1:1，在正向电压500 V范围内恒压通电反应30min。
对比例1
1、基体材料的制备和预处理
同实施例1操作。
2、电解液的配制
以硝酸镧作为添加剂加入水中，同时添加乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐制备得到电 解液；其中，所述硝酸镧的浓度为0g/L，乙二胺四乙酸盐的浓度为0.5g/L，醋酸盐的浓度 为10g/L，钨酸盐的浓度为3g/L。
3、电参数
同实施例1操作。
效果对比实验数据：
此处将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1的膜层的各种性能进行对比，试验结果如下：
研究方法
1、扫描及场发射电子显微镜
实验中使用的扫描电镜分别使用了日本日立公司生产的S-3400N以及日本电子公司生 产的JSM-6380LA扫描电子显微镜，配备JED-2300型能谱分析仪(EDS)，场发射电镜使用的是日本日立公司生产的SU-70型热场发射扫描电子显微镜。
2、X射线光电子能谱分析(XPS)
XPS测试采用的是美国PERKINELMER公司生产的PHI5300型X射线光电子能谱仪。设备的参数如下：Al靶Kα线激发源(hV＝1486.6eV)，功率250W，灵敏度80000CPS，分辨 率0.8eV。全谱分析通能为89.450eV，步长为1eV，测量范围0-1000eV；高分辨率分析通 能为35.750eV，步长为0.1eV。测试结束后采用Xpspeak4.1软件对所得测试结果进行拟合。
3、X射线衍射(XRD)
对试样进行结构和相分析使用的是德国BRUKER公司的D8Advanced X射线衍射仪和 日本岛津的XRD-6100X射线衍射仪。测试时的参数如下：Ni滤波片，Cu靶Kα线辐射 (λ＝1.5406nm)，管电压40kV，管电流30mA扫描速度2°/min，步幅为0.02°。
4、电化学性能测试
耐蚀性分析使用的是美国PrincetonApplied Research公司生产的PrincetonParstat 2273电 化学工作站对试样进行动电位极化曲线和电化学阻抗测试。
动电位极化曲线测试过程采用标准三电极体系，以测试试样为工作电极，饱和甘汞电极 为参比电极，铂片(面积1cm2)为辅助电极，扫描电压选择的范围为-3V～1V，扫描速率为10mV/s，腐蚀介质为3.5％NaCl溶液。
电化学阻抗测试过程采用Powersuite-PowerSine电化学阻抗测试软件在3.5％NaCl溶液中 测试试样的电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)。饱和甘汞电极为参 比电极，试样为工作电极，铂片(面积1cm2)为辅助电极。测试激励信号的幅值为10mV，测 试频率范围为105～10-2Hz。测试结束后采用Zview阻抗分析软件对所得测试结果进行拟合 与分析。
5、厚度及耐磨性测试
采用CSM Instruments公司的calowear tester。磨球大小为25.6mm，第一次磨2000转， 第二次磨1500转。载荷为1.4N，研磨液为金刚石研磨液。
6、硬度及划痕测试
硬度测试使用的为Micro materials公司的Nano test vantage型纳米硬度计。施加的最大 载荷为50.02N，最大深度为551.94nm速度为3.61nm/mN。
划痕法测试采用金刚石划针在恒定或连续增加的正压力，一定的速度下刻划涂层表面， 直至发生破坏，以其对应的临界载荷作为涂层与铝合金基体的结合强度。划痕实验采用中 国科学院兰州化学物理研究所研制的WS-2004型划痕仪，金刚石锥角120°，曲率半径 0.2mm。正压力加载时采用连续加载方式，加载速度为10N/min，运行方式为声发射加摩擦 力，划痕速度为2mm/min。
7、抗热震性实验
(1)装样将试样放置到电阻炉内，一次放置6块。试样与试样间距约为20mm，保证试样能够经受急热急冷。
(2)试样急热过程将电阻炉预加热到500℃保温15min后，迅速将试样移入炉膛内，受 热端面距离炉门内侧约为50mm，距炉壁大于30mm。试样入炉后，炉温降低不大于50℃，并于5min内恢复至500℃。试样在500℃下保持20min。
(3)试样急冷过程试样急热后，迅速将其浸入约为25℃的流动水中50mm深。试样在水槽中急剧冷却后立即取出，在空气中放置5min，试样急冷时，保持炉门关闭，使炉温保 持在500±10℃以内。
(4)试样反复热交替过程当试样在空气中保持5min后，炉温恢复至500℃时，即将试 样迅速移入炉内，反复进行(2)-(3)过程。在热交替过程中，避免试样与炉门或水槽发生机械 损伤。反复热交替过程应连续进行，直到实验结束。
研究结果：
1.微弧氧化过程的电流/电压—时间变化
试验开始时，大量的气泡在试样周围生成，并附着在试样表面。随着电压的升高，气 泡逐渐消失，同时在试样表面开始均匀出现白色细小的电火花。在达到430V时，出现爆鸣 声，反应突然加剧，火花变大并呈橘黄色。电压达到500V后，火花逐渐减少。20分钟后，试样表面只有局部还有火花。30分钟后，基本无火花出现，反应结束，取出试样呈灰黑色。击穿电压即为430V。
图1为微弧氧化过程中正向电流，正向电压随时间变化的曲线。从图中可以看出，在 恒压模式下，电压随着时间逐渐升高到设定的电压值，之后基本保持不变，电压升高的速 度不受电解液变化的影响。而电流的变化较为复杂，但几种电解液下电流变化的趋势是一 致的。从图中可以看出在反应开始时，电流迅速升高。在25-28s时，电流突然下降之后有继续升高。35s后电流开始下降，并随着时间的进行，下降的趋势逐渐变缓，直到反应结束。
根据电流的变化，可以将微弧氧化过程分成三个阶段：(1)0-28s，在达到击穿电压之前， 随着电压的升高，电解液中的H2O被分解成H2和O2，并覆盖的试样表面。随着电压的继续升高，生成的气体的量也增加，逐渐阻碍了电解液和试样的接触，增大了电阻，当电阻 达到一定的值后，电流开始下降。(2)28-35s,当电压升高到击穿电压，附着在试样表面的气体被等离子化，使得试样表面电导率急剧升高，从而电流迅速变大。在这一阶段，陶瓷涂 层也开始在试样表面的形成，由于电压继续升高，较薄的陶瓷涂层又会被更高的电压击穿 破坏，涂层破坏的速度要大于涂层生成的速度，电流也继续升高。(3)35s到结束，电压达到 设定电压，不再继续升高，此后生成的涂层较为稳定，不会被破坏，只有一些薄弱的部分 交替击穿，使得微弧氧化涂层变得更加致密，此时陶瓷涂层的生成速度也要大于破坏速度。 陶瓷涂层具有非常大的电阻，并且电压在之后保持不变，所以电流开始逐渐变小。
2.微弧氧化涂层的微观结构
在微弧氧化过程中，由于负向电压的存在会使得阳离子，如Na+，La3+，H+等，在电场的作用下向在阳极运动，聚集在试样的表面。实验过程中，试样表面被微弧氧化涂层覆盖，在放电通道附近，由于高温有大量液态与等离子状态的Al和La存在，La会优先与O结合 形成La2O3，溶解在熔融状态的Al与Al2O3中，在基体与涂层中促进形核。基体中稀土会 聚在相界、晶界和枝晶界固溶在化合物中或以化合物形式存在。涂层中则以La2O3的形式继 续存在。La2O3的存在使得涂层更易形核，提高了成膜速率。图2为在不同La(NO3)3浓度的 电解液中制备的微弧氧化涂层SEM照片。从图中可以看出，随着La(NO3)3浓度的增加，涂 层的粗糙度明显变大，而且放电通道形成的火山口形状也更加不规则。稀土元素比较活泼， 在涂层与基体界面处熔融态的Al中，极易填补涂层中缺陷，从而使新旧两相界面上的表面 张力降低，提高晶核的生长速度，同时还会形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大。另外， 由于铝与稀土会形成金属间化合物，通过放电通道喷射出的熔融物在凝固时会成为晶核， 因此晶核的数量会大量增加，从而使熔化的基体和涂层凝固更快，熔融物流动的时间变短， 喷射出的熔融物在放电通道附近迅速凝固，使得放电通道附近有大量的残渣留在表面，表 面变得更加粗糙。La的加入可以细化涂层的晶粒，提高涂层硬度，图3是电解液中加入0.5 g/LLa(NO3)3的纳米硬度曲线，最终涂层的纳米硬度约为11GPa，比基体提高了6-7倍。
4.微弧氧化涂层的相结构与元素组成
图4为在不同La(NO3)3浓度电解液中制备的涂层的XRD图谱。结果表明这些涂层主要 由Al，α-Al2O3，γ-Al2O3和W组成，没有发现含有La元素的相。根据XPS结果，La确实 进入了涂层之中，但由于含量较少，XRD图中未能找到含有La的相。图中随着La(NO3)3浓度的变化，各个相的峰强也稍有变化。当未加入La(NO3)3时W的含量最多，同时α-Al2O3的含量最少，随着La(NO3)3浓度的增加，W的含量逐渐增多，α-Al2O3和γ-Al2O3的含量逐 渐减少。当加入0.7g/L的La(NO3)3时，α-Al2O3已经基本消失，而W的峰强度达到最高。 这说明La(NO3)3的加入抑制了Al2O3的生成，而促进了W的生成。由于实验中加入的 La(NO3)3的量较少，同时其原子量也比较大，使其对溶液的电导率的影响也比较小，Al2O3和W的含量变化不是由于电流密度的变化所引起的。在XRD中没有观察到明显的含有La 元素的相的峰。根据图5中的XPS拟合后结果显示，La主要以La2O3的形式存在，W主要 是W以及少量的WO3。因此可以推测，由于稀土元素脱氧能力要强于Al，在微弧氧化过 程中，氧原子会优先与稀土结合形成La2O3，减少了活性氧原子的量，使大量的Al原子无 法与氧原子结合，从而减少了Al2O3的生成。根据XRD和XPS结果，在微弧氧化过程中可 能发生了如下反应：
2WO4 2--4e→2WO3+O2 (1)
WO3+2Al→Al2O3+W (2)
Al原子能够与WO3发生铝热反应生成W。由于在La的作用下，无法与氧原子结合的Al原子的量会增加，使得与WO3反应的Al原子增加，从而促进了W的生成。最终使得随 着电解液中La(NO3)3含量的增加W的含量也随之增加，如图4中所示。
5.稀土元素对微弧氧化涂层耐蚀性的影响
图6为不同La(NO3)3浓度电解液中制备的微弧氧化涂层的极化曲线，通过计算得到的 腐蚀电流密度Icorr为:基体6.125×10-5A/cm2，A 1.542×10-7A/cm2，B 2.399×10-8A/cm2，C 8.590×10-9A/cm2，D 8.185×10-9A/cm2。腐蚀电压反映了试样腐蚀的难易程度，而腐蚀电流 是评价试样耐蚀性的一个重要指标，其值的大小反映了腐蚀速率的快慢，实际上代表了腐 蚀速率。因此从各个试样的腐蚀电流和腐蚀电压可以看出，随着La(NO3)3加入量的增加腐 蚀电流逐渐减小而腐蚀电压逐渐增加，这说明可以随着La(NO3)3的加入试样的腐蚀速率明 显下降而且变得更加难以腐蚀。当加入0.7g/L La(NO3)3时，涂层的耐蚀性最好，腐蚀电流 达到了8.185×10-9A/cm2，腐蚀电压为-0.628V。微弧氧化涂层的腐蚀过程通常可以分成三 个阶段：(1)铝合金基体被微弧氧化涂层有效的保护着，腐蚀介质与铝合金基体被涂层隔离。 (2)腐蚀介质穿过涂层的缺陷(裂纹，微孔等)。(3)腐蚀介质到达涂层与基体之间的界面， 使铝合金基体发生点蚀。从腐蚀过程可以看出，涂层的相组成，厚度和缺陷对试样的腐蚀 过程都有一定的影响，但试样的耐蚀性，往往取决于其最薄弱的部分。因此在微弧氧化涂 层的腐蚀过程中，涂层的缺陷起着至关重要的作用，缺陷越多涂层的耐蚀性也就越差。有 研究指出在阳极氧化溶液中单独添加稀土盐并不能使氧化膜的耐蚀性得到显著的改善，而 只有同时加入能够与稀土发生络合的辅助络合剂，如有机羧酸等，才能显著提高氧化膜的 耐蚀性。在此试验中选择了EDTA作为络合剂，加入La(NO3)3后，由于稀土元素的存在， 加快了阳极氧化反应速度，提高成膜速率，从而使阻挡层有所增厚，使多孔部结构更为致 密，提高了铝合金基体的抗点蚀、晶间腐蚀性能。从结果可以看出，涂层的耐蚀性由多种 因素影响，α-Al2O3虽然具有较好的耐蚀性，但裂纹，微孔等缺陷往往对涂层的耐蚀性起决 定性作用。
6.稀土元素对微弧氧化涂层耐磨性的影响
图7为在加入0.5g/L La(NO3)3的电解液中制备的微弧氧化涂层磨损后的SEM照片。经过磨损后的基体与涂层的磨损系数如表2所示，kc为涂层的磨损系数，ks为基体的磨损 系数。k越小则试样的耐磨性越好。从数据中可以看出电解液中加入少量La(NO3)3后涂层 与基体的磨损系数都略有降低。随着La(NO3)3添加量的增加涂层的磨损系数逐渐降低，当 加入0.3g/L La(NO3)3时涂层的磨损系数为5.96×10-12N/m2，当加入0.5g/L La(NO3)3时涂层 的磨损系数为4.99×10-12N/m2，而当加入0.7g/L La(NO3)3时，涂层的磨损系数为1.04×10-12N/m2，比不添加La(NO3)3的膜层相比降低了约87.94％，耐磨性提升了约8.3倍。通过对圆 环进行线分析，如图8所示，黑亮和白色脱落的区域为氧化铝微弧氧化涂层，中心的灰色 部分为铝合金基体。结合涂层的截面照片可以认为，较黑的圆环为疏松层，由于疏松层之 间结合较差，磨损时会以颗粒状从涂层上脱落，经过长时间磨损后成为黑亮的区域。内部 呈现白色有较多的剥落的区域为致密层，由于致密层内部结合较为紧密，当发生磨损时， 会出现局部块状剥落，从而形成凹凸不平的白色圆环。在微弧氧化过程中，由于La(NO3)3的加入可以加快微弧氧化涂层的形成速度，增加涂层的致密度，同时部分La(NO3)3也会与 基体反应，形成金属间化合物，提高基体的强度，从而也提高了涂层与基体的耐磨性。
表2不同硝酸镧浓度下基体和涂层的磨损系数
7.La(NO3)3对微弧氧化涂层结合力的影响
对电解液中添加不同含量的La(NO3)3时形成的涂层的结合力进行测试，结果如图9所 示。从图中可以看出在开始阶段的声发射强度为一常数，而当加载达到某一个值时强度会 突然增大，这种变化是由于基体出现了破坏引起的，此时载荷的数值就是涂层的结合力。 因此可以看出涂层的结合力随着电解液中La(NO3)3含量的增加，涂层的结合力逐渐增强， 当电解液中加入0.7g/L La(NO3)3时结合力达到最大的41N。涂层划痕的扫描电镜形貌如图 10所示。由于微弧氧化涂层与基体为冶金结合，涂层的结合力也较强。对比图1的电流时 间曲线可以发现，随着电解液中La(NO3)3的增加，电流也逐渐变大，微弧氧化过程中的能量也较大。当能量较大时，单个脉冲形成的单个电火花也更强，使得单次熔融形成的涂层面积更大，与基体的结合面积也更大，结合力也更强。
8.La(NO3)3对微弧氧化涂层热震性的影响
热震试验后的宏观照片如图11中所示。从图中可以看到在涂层表面没有明显的大面积 脱落，只有在电解液中加入0.7g/L La(NO3)3的涂层的上边缘出现了部分脱落，说明微弧氧 化涂层具有非常优异的抗热震性能。这是由于微弧氧化是由高温熔融状态直接与电解液接 触冷却形成的涂层，反应最高温度可以达到105℃，急速的冷却导致涂层出现大量的裂纹和 微孔。
材料的抗热震性的影响因素非常多，弹性模量，热传导率等均对材料的抗热震性有影 响。同时材料中的缺陷例如裂纹和微孔等，也可以使热震实验中的应力得到释放，提高材 料的抗热震性能。从图2中就可以看出，微弧氧化涂层表面存在大量的微孔和裂纹，提供 了充足的空间释放热震试验中的应力。同时由于电解液中的La(NO3)3能增加微弧氧化涂层 的致密性，随着La(NO3)3量的增加使得涂层更加致密，而试样的边角附近为应力集中的区 域，在没有足够的裂纹和微孔释放应力的情况下，使得试样上边缘出现了部分脱落。
比较图2与图13可以发现热震后试样的表面的裂纹明显发生了扩展，裂纹的缝隙也明 显增加。而试样表面虽然没有明显的大面积剥落，但是在微观形貌里可以看到局部也发生 了小块的剥落形成了较深的孔洞，如图12所示。试样的抗热震性要略低于其他试样。同时 试样表面还能观察到少量的碎片，这是由于热震过程中温度的急剧变化导致原来涂层表面 破碎后留下的残渣。从图中还可以观察到图中裂纹都是沿着涂层表面的火山口发生扩展。 这是由于微弧氧化的涂层表面的火山口形貌是放电通道喷射出的熔融物与电解液直接接触 冷却形成，残余应力较大，同时火山口的中心为一个微孔，这些微孔在热震的过程中容易 成为裂纹源，同时还有利于裂纹的扩展，因此图中裂纹多数沿着火山口扩展。
9.不同负向电压对涂层形貌的影响
图14为不同负向电压下制备的微弧氧化涂层的SEM照片。从图中可以看出不同的负 向电压下涂层的表面形貌差异较大。未施加负向电压的试样A的表面最为粗糙，表面可以 观察到大量微孔，表面缺陷较多。而当负向电压增加到-30V涂层微孔表面逐渐熔合，微孔 减少，表面变得平整。当负向电压增加到-60V较大的微孔基本消失，表面更加平整。电压增加到-90V表面局部出现脱落。这种变化是由于负向电压的增加施加在试样表面的脉冲能量也逐渐变大，随着能量的增大，单次脉冲的熔融物也随之增加，后期的电火花会影响到之前已经形成的涂层，并使几次的熔融物部分熔化而连在一起，之前的放电通道也被后期熔融物所覆盖。同时，微弧氧化过程中的Al离子也被负向电压抑制了其向外部扩散，使微弧氧化过程中熔融的过渡区变得更加致密，形成的涂层也变得更加致密，而涂层厚度则变薄。由于La(NO3)3的加入能显著提高涂层的耐蚀性，而为了使La+进入涂层需要施加一定 的负向电压，当负向电压过低，会使涂层表面存在大量的微孔缺陷，而当负向电压增加到-90V涂层出现局部脱落也会影响到涂层的耐蚀性，因此施加的负向电压为-60V时，涂层具有较好的综合性能。
10.不同负向电压对涂层耐蚀性的影响
当施加的负向电压为0V,-30V,-60V,-90V时，对应的腐蚀电流分别为1.321×10- 8A， 1.125×10-8A，3.45×10-9A，1.186×10-8A。从图15中可以看出，各个试样极化曲线的水平方 向上没有明显变化，但随着负向电压的增加，腐蚀电位显著降低。腐蚀电位反映了试样腐 蚀的难易程度，而腐蚀电流反映了试样腐蚀的速率。当施加的负向电压为-60V时腐蚀电流 最小，试样的腐蚀速度最慢，而其他试样的腐蚀电流差距不大。结合图14中表面形貌可以 看出，当没有施加负向电压时，涂层表面非常粗糙，存在大量缺陷。腐蚀过程中试样表面 的缺陷会成为通道使腐蚀介质进入到涂层与基体的界面从而发生腐蚀反应。而随着施加的 负向电压增加，试样表面粗糙度降低，试样表面的缺陷也逐渐减少，当施加的负向电压为 -60V时，试样表面最为平整，而随着负向电压继续增加，施加在试样表面的能量较大，涂 层表面出现局部脱落，使得部分基体裸露出来，从而大大降低了试样的耐蚀性。因此当施 加的负向电压为-60V时，试样的耐蚀性较好。
不同频率下微弧氧化涂层的SEM如图16所示。从图中可以看出随着频率的变大，涂层表面的粗糙度不断增加。在相同的电流和电压条件下，即相同能量通量条件下，频率小则单位时间脉冲次数少，单脉冲能量较大，反之，频率大则单位时间内脉冲次数多，单脉 冲能量较小.当电源频率从200Hz增加到600Hz，尽管单个脉冲能量会稍有减小，但频率 增加所引起的单位时间内脉冲次数的增加是主导因素，因而试样表面可能发生击穿的部位 及同一部位发生的击穿次数都会增加，加快了涂层的形成速度，但是随着陶瓷层的增厚， 尤其在微弧氧化的后期，微弧击穿变得困难，需要更高的外加电压，每次击穿产生的熔融 氧化区较大，生成的小颗粒尺寸和放电微孔的孔径都变大，所以最终生成陶瓷层的表面粗 糙度也增加。
图17为不同频率下微弧氧化涂层的XRD图谱。从图中可以看出不同频率下XRD的结果没有明显变化。由于涂层的厚度随着频率的变化略有变化，使得XRD中的各个峰值随着频率的变化略有变化。这说明随着频率的改变，涂层中不会形成新的相，仅对涂层的厚度和其中的各个相的含量略有影响。

Claims (10)

1. 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震微弧氧化涂层，其特征是，该涂层：耐蚀性能优异，腐蚀电流≥8.185×10-9 A/cm2；硬度高，纳米硬度≤11GPa；涂层的磨损系数≤5.96×10-12N/m2；涂层与基体结合力≤41N。
2.一种电解液体系，其特征在于，所述的电解液为添加稀土氧化物的醋酸盐电解液体系；
优选的，所述稀土氧化物为硝酸镧。
3.一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震微弧氧化涂层的制备方法，其特征是，选用权利要求2所述的电解液体系。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸盐电解液体系的成分为乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐；
优选的，所述乙二胺四乙酸盐、醋酸盐和钨酸盐分别为乙二胺四乙酸二钠、醋酸钠、钨酸钠；
优选的，所述乙二胺四乙酸二钠、醋酸钠、钨酸钠的浓度分别为：乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.2~1g/L，醋酸钠的浓度为5~15g/L，钨酸钠的浓度为1~5g/L；
优选的，所述乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.4~0.6g/L，醋酸钠的浓度为9~11g/L，钨酸钠的浓度为2~4g/L；
进一步优选的，醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的浓度为3g/L。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，硝酸镧的浓度为0.15~0.85g/L；
优选的，所述硝酸镧的浓度为0.25~0.35g/L，0.35~0.45g/L，0.45~0.55g/L，0.55~0.65g/L或0.65~0.75g/L；
进一步优选的，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电解液体系为：醋酸钠的浓度为10g/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.5g/L，钨酸钠的浓度为3g/L，硝酸镧的浓度为0.7g/L。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金为2系铝合金；
优选的，所述铝合金为2A12铝合金。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将铝合金置于权利要求2所述的电解液中，所述铝合金在电解液中作为正极，不锈钢作为负极，采用微弧氧化处理后，得到具有耐磨耐蚀抗热震涂层的铝合金；
优选的，通冷却水循环保持电解液温度控制在50℃以下；
优选的，所述微弧氧化电源为双向脉冲电源、单向脉冲电源或直流电源；
优选的，在进行微弧氧化处理前，对铝合金进行预处理：将铝合金打磨光滑，用丙酮去除表面的油脂，再在酒精中超声波清洗，晾干。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，微弧氧化处理的参数为：电源频率为200~600Hz，添加负向电压-90~-30V，正占空比30%~50%，负占空比20~40%，正负脉冲比1:0~1:1，在正向电压450V~500V范围内恒压通电反应5~60min；
优选的，微弧氧化处理参数为：电源频率400Hz，正占空比40%，负占空比30%，正负脉冲比1:1，添加负向电压-60V，在正向电压500V的恒压下通电反应30min。
10.采用权利要求3~8中任一项所述的方法制备得到的具有耐磨耐蚀抗热震涂层的铝合金。
CN201710138233.1A 2017-03-09 2017-03-09 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法 Active CN106947991B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710138233.1A CN106947991B (zh) 2017-03-09 2017-03-09 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710138233.1A CN106947991B (zh) 2017-03-09 2017-03-09 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106947991A true CN106947991A (zh) 2017-07-14
CN106947991B CN106947991B (zh) 2019-02-12

Family

ID=59466818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710138233.1A Active CN106947991B (zh) 2017-03-09 2017-03-09 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106947991B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107829127A (zh) * 2017-12-08 2018-03-23 河海大学常州校区 一种含有稀土配合物的镁合金微弧氧化处理液、配置方法及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306913A (ja) * 1999-02-19 2000-11-02 Mitsubishi Chemicals Corp 金属配線の製造方法
CN101705513A (zh) * 2009-11-04 2010-05-12 哈尔滨工业大学（威海） 一种镁合金微弧氧化复合添加剂
CN102703948A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 山东大学 一种铝合金表面陶瓷涂层的制备方法
CN102877105A (zh) * 2012-10-29 2013-01-16 贵州大学 微弧氧化电解液新型复合添加剂及其应用
CN105220200A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 鞠云 在电解液中添加稀土La提高铝镁合金性能的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306913A (ja) * 1999-02-19 2000-11-02 Mitsubishi Chemicals Corp 金属配線の製造方法
CN101705513A (zh) * 2009-11-04 2010-05-12 哈尔滨工业大学（威海） 一种镁合金微弧氧化复合添加剂
CN102703948A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 山东大学 一种铝合金表面陶瓷涂层的制备方法
CN102877105A (zh) * 2012-10-29 2013-01-16 贵州大学 微弧氧化电解液新型复合添加剂及其应用
CN105220200A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 鞠云 在电解液中添加稀土La提高铝镁合金性能的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐涛涛 等: "稀土盐添加剂在镁合金微弧氧化中的应用研究", 《电镀与精蚀》 *
汪波 等: "电解液中硝酸镧添加剂对铝合金微弧氧化的影响", 《铸造技术》 *
钱苗根: "《现代表面工程》", 30 September 2012 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107829127A (zh) * 2017-12-08 2018-03-23 河海大学常州校区 一种含有稀土配合物的镁合金微弧氧化处理液、配置方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106947991B (zh) 2019-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Attarzadeh et al. New promising ceramic coatings for corrosion and wear protection of steels: a review
Chen et al. Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization
Rao et al. On the PEO treatment of cold sprayed 7075 aluminum alloy and its effects on mechanical, corrosion and dry sliding wear performances thereof
Matykina et al. Energy-efficient PEO process of aluminium alloys
Cheng et al. Key factors determining the development of two morphologies of plasma electrolytic coatings on an Al–Cu–Li alloy in aluminate electrolytes
Haghighat-Shishavan et al. Improving wear and corrosion properties of alumina coating on AA7075 aluminum by plasma electrolytic oxidation: Effects of graphite absorption
Jiang et al. Comparative analysis for corrosion resistance of micro-arc oxidation coatings on coarse-grained and ultra-fine grained AZ91D Mg alloy
Martin et al. The influence of metallurgical state of substrate on the efficiency of plasma electrolytic oxidation (PEO) process on magnesium alloy
Rogov et al. AC plasma electrolytic oxidation of additively manufactured and cast AlSi12 alloys
Tian et al. Microstructure and properties of nanocrystalline nickel coatings prepared by pulse jet electrodeposition
Jiang et al. Micro-arc oxidation (MAO) to improve the corrosion resistance of magnesium (Mg) alloys
Qu et al. Microstructure and corrosion resistance of ultrasonic micro-arc oxidation biocoatings on magnesium alloy
CN105040071B (zh) 镁合金表面处理方法
An et al. Effects of electrical parameters and their interactions on plasma electrolytic oxidation coatings on aluminum substrates
Chen et al. Effect of friction stirred Al-Fe-Si particles in 6061 aluminum alloy on structure and corrosion performance of MAO coating
CN103088384A (zh) 阀金属等离子体电解氧化表面处理方法
CN108977865A (zh) 一种5xxx铝及铝合金表面高耐蚀单致密微弧氧化膜层的制备方法
CN109183115A (zh) 一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法
Shu et al. Effects of voltage on microstructure and properties of micro-arc oxidation ceramic coatings on AZ31B magnesium alloy under constant current–constant voltage operation mode
CN106947991B (zh) 一种铝合金表面耐磨耐蚀抗热震涂层的制备方法
Hamid et al. Synthesis and protection of AM50 magnesium alloy and its composites using environmentally pretreatment electrolyte
CN101195926B (zh) 铝合金表面获得TiAl/Al2O3复合材料陶瓷膜层的方法
Zhang et al. Preparation, microstructure and corrosion resistance of Al2O3 coatings by cathodic plasma electrolytic deposition on sintered NdFeB permanent magnet
Zhang et al. Microstructure evolution and thermal shock properties of PEO coatings on a TiAl alloy
Zhai et al. Mechanism of microarc oxidation on AZ91D Mg alloy induced by β-Mg17Al12 phase

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant