5083铝合金喷洒式微弧氧化局部膜层的制备及性能

以传统浸入式微弧氧化为参照对象,利用自行研制的喷洒式微弧氧化装置在5083铝合金表面局部区域制备一层氧化膜,考察厚度、硬度、粗糙度和电流随时间的变化规律,通过三维形貌仪,扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观形貌和组织结构,并在电化学工作站中评价其腐蚀性能,由此比较浸入式和喷洒式微弧氧化的异同,从而证明喷洒式微弧氧化的可行性。结果表明:浸入式和喷洒式微弧氧化制备的膜层相近。其中,膜层厚度、硬度、粗糙度以及电流都随时间呈规律性变化;两者膜层表面不平整,大部分是O和Al元素,主要由γ-Al2O3构成;膜层的电化学性能较铝合金基体都明显改善。因此,在不宜采用浸入式处理方法的环境下,可采用喷洒式微弧氧化代替。

铝合金焊接区喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性研究

目的研究喷射式微弧氧化对改善铝合金焊接区耐腐蚀性能的可行性。方法使用自行研制的喷射式微弧氧化设备,在铝合金焊接区表面制备一层陶瓷膜,并在同等参数下制备一层浸入式微弧氧化陶瓷层进行对比。通过扫描电镜观察陶瓷膜表面和截面的微观形貌,并对陶瓷膜截面进行元素分析;分别利用铜加速盐雾腐蚀实验和动电位极化实验检测陶瓷膜的耐腐蚀性能,分析陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果两种方法制备的陶瓷膜微观形貌相似,表面都有许多"火山口"状产物并伴有裂纹,截面疏松多孔,主要元素为Al和O;经240 h盐雾腐蚀后,3种试样均有不同程度的腐蚀,其中铝合金焊接基体腐蚀最严重,浸入式、喷射式次之,其腐蚀失重率分别是0.0072,0.0039,0.0023 g/cm2;极化曲线显示,铝合金基体、焊接基体、浸入式陶瓷膜、喷射式陶瓷膜腐蚀电位分别为-0.794,-0.742,-0.615,-0.578 V,耐腐蚀性依次增强。结论喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性能表现较好,基本达到制备要求,在不适于浸入式微弧氧化的条件下可采用喷射式方法处理。

2A12铝合金纳米复合微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究

研究2A12铝合金表面制备含纳米Si（）2颗粒复合微弧氧化陶瓷层，主要考察了不同尺度、不同类型纳米颗粒对陶瓷层摩擦学性能的影响规律。采用扫描电镜观察涂层表面形貌，CETR微米摩擦磨损试验机和白光干涉仪考察复合陶瓷涂层的耐磨性。结果表明，与未添加纳米颗粒的普通微弧氧化层相比，添加20nmSi02、80nmSi02、800nmSiO2后所形成的陶瓷涂层孔隙尺寸和数量均明显减小，并具有较高的耐磨性。

红外固化技术对大厚度涂料固化性能的影响

针对装备大厚度涂料局部损伤修复时存在受环境温度影响大，涂料固化时间长、质量控制难等固化难题，以红外辐射技术为应用基础，尝试引入损伤涂层的修复工作中。研究了某大厚度涂料红外固化性能．试验结果表明，在保证涂层性能的前提下，使用红外快速固化技术可大幅度缩短固化时间，仅为常温固化时间1／6。可大大提高维修效率。

磷酸盐浓度对5083铝合金微弧氧化膜组织与耐腐蚀性能的影响

为研究电解液浓度对微弧氧化的影响规律,在磷酸钠电解液中采用恒压模式对5083铝合金进行微弧氧化,采用场发射扫描电镜、划痕仪以及电化学工作站等研究了电解质浓度对膜层生长速率、组织成分、膜基结合强度以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着磷酸钠浓度的增大,氧化膜厚度线性增加,膜层表面的"火山堆积"状形貌特征愈发明显,但浓度过大时氧化膜出现局部不均匀堆积及较大孔洞,其对氧化膜成分影响不明显;氧化膜与基体结合良好,且随着浓度增加结合强度出现先增后减的趋势。当磷酸钠浓度为10 g/L时,氧化膜的自腐蚀电流最低,为2.96×10^(–8) A/cm^2,比铝合金基体降低了1个数量级,表现出良好的耐腐蚀性能。

纳米SiO_2复合处理对7A52铝合金微弧氧化陶瓷层孔隙率及性能的影响

通过向电解液中添加纳米二氧化硅颗粒(n-SiO2),经微弧氧化,在7A52铝合金表面制备n-SiO2复合陶瓷层,研究n-SiO2复合处理对陶瓷层孔隙率及性能的影响。结果表明,经n-SiO2复合处理后,陶瓷层孔隙尺寸减小,孔隙率降低,致密性提高,因而陶瓷层显微硬度和抗盐雾腐蚀性能显著提高。n-SiO2在放电通道处沉积是陶瓷层致密性提高的主要原因。

堆焊熔敷层表面纳米晶层摩擦磨损性能研究

用预压力滚压技术在堆焊修复层表面制备纳米晶层.利用TEM、SEM分析技术研究表面纳米晶层微观结构,利用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机考察在干摩擦条件下堆焊层表面纳米晶层的摩擦磨损性能.结果表明堆焊修复层表面经表面纳米化处理后,表面形成厚度约为10μm(晶粒尺寸小于100 nm)的纳米晶层,最表面层平均晶粒尺寸约为10 nm.纳米压痕试验表明纳米晶层的硬度提高,最表面纳米晶层的硬度约为原始堆焊层硬度的3倍.与原始堆焊试样相比,表面纳米化试样的摩擦系数降低了10%,磨损体积降低了25%~30%左右.表面纳米化样品的磨损机制由原始堆焊层的磨粒磨损和黏着磨损转变为磨粒磨损,分析表明晶粒细化导致的高硬度、低塑性是摩擦磨损性能改善和磨损机制改变的主要原因.

7A52铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

利用微弧氧化技术在7A52装甲铝合金表面原位生成了陶瓷层,通过SEM、XRD等手段分析了陶瓷层的表面形貌和物相组成,并在MS-T3000往复式摩擦磨损试验机上考察了陶瓷层在干摩擦条件下的摩擦学行为,分析了陶瓷层的磨损失效机制。结果表明,微弧氧化陶瓷层由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3陶瓷相组成,高硬度的陶瓷层提高了7A52铝合金表面接触载荷承载能力和耐磨性,耐磨性最大提高幅度达到了100倍以上。陶瓷层的磨损机制以磨粒磨损失效为主。

纳米SiO_2复合对铝合金表面微弧氧化层生长动力学的影响

通过在微弧氧化电解液中添加纳米SiO2颗粒配制纳米电解液,在铝合金表面制备了纳米复合微弧氧化层,考察了恒电压和恒电流两种模式下纳米SiO2复合对微弧氧化层生长动力学的影响。结果表明,恒电压模式下,纳米SiO2复合大幅度提高了生长电流和微弧氧化层生长速率;恒电流模式下,纳米SiO2复合提高了微弧氧化层生长速率,电流效率提高。纳米SiO2颗粒在纳米复合微弧氧化层中掺杂,形成杂质能级,并且降低了微弧氧化层材料的禁带宽度,促进了微弧氧化电击穿过程,是纳米SiO2复合促进微弧氧化层生长的主要原因。

再制造技术体系及典型技术

再制造技术是实现废旧产品性能提升的有效途径,建立完善和系统的再制造技术体系则是提升再制造产业技术水平的必由之路。随着再制造产业的不断发展,逐步形成了以再制造快速成形与加工技术、再制造拆解与清洗技术和再制造无损检测与寿命评估技术为主的技术体系。结合再制造技术及工程实际应用,文中介绍了12种典型的再制造技术及其在装备维修与再制造中的应用。

电解液中添加纳米SiO_2对7A52铝合金表面微弧氧化陶瓷层生长过程及性能的影响

为了改善微弧氧化陶瓷层表面疏松状况,通过在电解液中添加纳米SiO2颗粒,在7A52铝合金表面制备了含纳米SiO2颗粒的复合陶瓷层。添加纳米SiO2颗粒后,试样表面电流密度也大幅度提高,陶瓷层生长速度提高了近一倍。采用XRF,SEM,维氏硬度计和往复式摩擦磨损试验机对陶瓷层进行了考察。结果表明,纳米SiO2进入了陶瓷层,纳米SiO2颗粒复合处理后,陶瓷层更加致密,显微硬度和耐磨性大幅度提高。

纳米SiO_2水中分散性能的影响因素研究

采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,通过超声波作用对纳米SiO2粉体进行水中分散,并采用分散体系粒径分析和测定Zeta电位及透光率的方法,研究了SDBS含量、超声分散时间等因素对分散性能的影响。结果表明,纳米SiO2的粒径随分散剂含量、超声时间的增加,表现出先减小后缓慢增大的变化趋势。在适量SDBS的条件下,纳米SiO2分散体系因静电和空间位阻的作用而表现出良好的分散稳定性。SDBS对纳米SiO2粉体的较佳分散工艺为:SDBS含量为1.6%,超声处理时间为18min。

自反应电弧喷涂原位合成Ti(C,N)TiB_2Al_2O_3复相陶瓷涂层

以Ti+B4C为反应药芯、Al为外皮材料制备反应型喷涂丝材,探讨利用自反应电弧喷涂技术在45钢基体表面制备复相陶瓷涂层的可行性。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法分析、观察了涂层的组织与结构,测试了涂层的主要力学性能。结果表明:利用制备的药芯丝材进行喷涂试验,可获得由TiB2、TiB、TiC0.3N0.7、TiN、Al2O3、AlN等多相组成的复相陶瓷涂层。涂层呈典型的层状结构,其连续的基体相内弥散分布着离散的第二、第三相。涂层与基体间的结合强度为18.9MPa,涂层的平均显微硬度与弹性模量分别为735.4HV0.2和461.4GPa,摩擦因数在0.45～0.50之间,耐磨性能较基体材料提高3倍以上。

基于纳米晶的低温离子渗硫层油润滑条件下摩擦磨损性能

利用预压力滚压技术在堆焊修复层表面制备纳米晶层,用低温离子渗硫技术在纳米晶层表面制备Fe S固体润滑膜。利用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机考察油润滑条件下堆焊层表面纳米晶/Fe S复合层的摩擦磨损性能。采用SEM、EDS、XRD和XPS对摩擦磨损前后的硫化层微观组织结构进行分析。结果表明:与原始低温离子渗硫层相比,基于纳米晶的渗硫层厚度增加了40%,硫化层更为密实,基于纳米晶的低温离子渗硫层摩擦因数明显降低,磨损量降低40%左右,承载能力明显提高。耐磨减摩性能提高是纳米晶层作用的结果,基于纳米晶的硫化层硫化物含量较高,Fe S相所占比例较高,高硬度的纳米晶层为表面润滑层起到良好的支撑,对于减摩性能的提高起到积极作用。

7A52铝合金水蒸气等离子弧焊接头组织及性能

采用水蒸气等离子电弧技术对10mm厚的7A52铝合金板材进行焊接试验,焊接介质为40%丙酮水溶液,焊丝为ER5356,对焊接接头的力学性能进行了测试分析,对焊接接头的显微组织进行了分析.结果表明,7A52铝合金水蒸气等离子弧焊接头性能较好,焊缝拉伸断口表面存在大量的韧窝,表明焊缝有良好的韧性;热影响区存在软化区域;焊接接头熔合良好,焊缝没有发现异常的气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷.利用水蒸气等离子弧技术焊接7A52铝合金可以得到优良的焊接接头.

CrMoCu合金铸铁氮碳共渗-渗硫复合层的摩擦学性能研究

采用离子氮碳共渗-离子渗硫复合处理工艺在CrMoCu合金铸铁表面制备了氮碳化合物和硫化物的复合渗层。复合渗层由表面的硫化物层、次表层的氮碳化合物层及其扩散层组成,表面分布均匀的硫化物球状颗粒直径尺寸达到了纳微米量级,其相组成为FeS、FeS1-x、Fe2C和Fe3N。油润滑条件下,渗硫表面减摩性较好,但渗硫层作用时间较短;而氮碳共渗-渗硫复合处理表面可以显著提高CrMoCu合金铸铁的减摩性和耐磨性能,在载荷80 N、转速 0.3 m/s的条件下,其综合的摩擦磨损性能明显优于未硫渗和仅渗硫表面。

铝合金TIG焊接接头喷射式微弧氧化腐蚀疲劳性能研究

目的研究铝合金TIG焊接接头经喷射式微弧氧化后对腐蚀条件下疲劳寿命的影响,为延长焊接接头的使用寿命提供一种有效的方法。方法采用TIG焊对5083铝合金进行焊接,观察焊接接头的组织结构,测试焊接接头的显微硬度距焊缝中心的分布情况;通过喷射式微弧氧化方法处理焊接接头,考察陶瓷层的生长曲线和截面纳米硬度;在最大载荷量为7,8,9 k N的条件下,分别对微弧氧化处理与未处理的焊接试样预腐蚀168 h后进行等幅拉伸疲劳实验,对比两种试样拉断时的循环次数。结果铝合金焊接接头呈现不均匀性,微弧氧化后接头陶瓷层均一性较好;陶瓷层厚度增长呈现先快后慢的趋势,表面粗糙度与厚度相关,呈近似线性增长;7,8,9 k N的载荷下,未处理的焊接接头相比于喷射式微弧氧化的接头,疲劳寿命分别降低50.7%,58.3%,64.9%。结论采用喷射式微弧氧化处理可改善铝合金TIG焊接接头的表面状态,阻隔外界腐蚀介质对焊接基体的侵蚀,提高其在预腐蚀和交变应力条件下的疲劳寿命,延长结构零件的使用寿命。

Na_2MoO_4对5083铝合金微弧氧化陶瓷膜组织和耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐电解液中添加一定浓度的钼酸钠,采用微弧氧化技术在5083铝合金表面制备出完整的氧化膜,研究了钼酸钠浓度对氧化膜性能的影响。利用SEM、EDS和XRD研究了氧化膜的表面形貌、成分和结构,并采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)评价氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明:随着钼酸钠浓度的增加,氧化膜的厚度先增后减,氧化膜表面的微孔数量逐渐减少,表面更加平整致密;氧化膜主要由γ-Al_2O_3组成,钼酸钠浓度对氧化膜成分和结构影响不明显;微弧氧化陶瓷膜提高了铝合金基体的耐腐蚀性能,当钼酸盐的浓度为1.0g/L时,氧化膜具有最低的自腐蚀电流和最高的阻抗模值,表现出最优的耐腐蚀性能。

7A52铝合金微动磨损行为研究

利用微动磨损试验机研究7A52铝合金的微动磨损行为,分析不同载荷、振幅、循环次数等参数对摩擦因数和磨损体积的影响,观察分析不同振幅下的磨痕形貌,检测磨痕微区及磨粒的成分组成,探讨其磨损机制。结果表明:7A52铝合金的摩擦因数在不同振幅下的变化趋势不同,微动振幅较大时,实验初期摩擦因数迅速升高,而振幅较小时摩擦因数没有这种现象;磨损体积随着循环次数、振幅、载荷的增加而增加;振幅较小时微动磨损机制主要为磨粒磨损,振幅较大时磨损机制则以黏着磨损和磨粒磨损为主,随着振幅的进一步增加逐渐出现接触疲劳磨损。