基于扫描式阴极的TC4合金微弧氧化行为研究

目的以磷酸盐为氧化槽液体系,在TC4合金大尺寸平板件表面获得均匀连续、无印痕的微弧氧化膜层。方法设计封闭和半封闭式扫描阴极开展氧化试验,研究不同的封闭方式对钛合金微弧氧化膜层的影响,以确定阴极的封闭形式。对试件进行微弧氧化并通过SEM/EDS检测膜层的形貌和成分。结果全封闭式阴极可有效避免弱电场对膜层的影响。半封闭阴极的开口宽度和密封方向对微弧氧化膜有影响,在开口方向,电场辐射区约150 mm,膜厚随距阴极距离的增加而递减,在阴极宽度1倍处,膜厚稍有衰减,其影响区为阴极宽度的6倍。若阴极两端均不密封,氧化影响区将是阴极宽度的12倍。结论采用前部适度敞开、后部彻底封闭的阴极构形,可控制氧化过程中由于电场强度变化引起的膜层脱落和烧蚀缺陷,获得连续均匀的微弧氧化膜。氧化工艺参数可设置为电压450 V,脉宽15,脉数500,扫描速度10 mm/min。

30CrMnSiA镀镉层厚度优化研究

目的基于GJB 594A《金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列》,综合考虑防腐蚀和疲劳性能,对30CrMnSiA镀镉层厚度进行优化。方法开展30CrMnSiA镀镉5个厚度系列的疲劳试验,计算材料的DFRcutoff,研究镀层厚度对疲劳性能的影响。通过中性盐雾试验,研究镀层厚度对材料抗腐蚀性能的影响规律,最后综合考虑疲劳及抗腐蚀性能,提出优化后的镀镉层厚度范围。结果镀层厚度控制在5~25μm时,材料的DFRcutoff下降幅度在15%以内,厚度超过25μm后基体材料的DFR_(cutoff)值下降20%。在中性盐雾环境下,厚度控制在12~25μm时,能满足海军飞机一般钢结构件抗腐蚀性能的要求,当厚度超过25μm后,继续增加镀层厚度对抗腐蚀性能的提升并不明显。结论镀镉使材料的疲劳性能降低,其抗中性盐雾腐蚀能力与镀层厚度成正比。针对海军飞机使用环境特点,推荐30CrMnSiA钢结构件的镀镉厚度范围为12~18μm,取上限值。