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脉冲频率对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜层的影响

郑金杰;苗景国;余健;陆筠捷

【摘要】在NaAlO2-NaOH电解液体系下,利用微弧氧化技术对7075铝合金进

行微弧氧化处理,在其他参数固定不变的条件下,成功制备出了100Hz、200Hz、

300Hz、400Hz、500Hz不同脉冲频率下的陶瓷膜层,研究脉冲频率对陶瓷膜层

的厚度、显微硬度、表面和截面形貌以及耐蚀性的影响.结果表明,当脉冲频率

f=300Hz时,制备出的陶瓷膜层表面孔洞较小、均匀、膜层致密,其显微硬度

HV0.1达到1068,且耐蚀性较基体的有较大幅度提高.

【期刊名称】《轻合金加工技术》

【年(卷),期】2018(046)005

【总页数】5页(P46-50)

【关键词】7075铝合金;微弧氧化;脉冲频率;陶瓷膜层;微观形貌;耐蚀性能

【作者】郑金杰;苗景国;余健;陆筠捷

【作者单位】嘉兴南洋职业技术学院机电工程分院,浙江嘉兴314031;四川工程职

业技术学院材料工程系,四川德阳618000;四川省航空材料检测与模锻工艺技术工

程实验室,四川德阳618000;嘉兴南洋职业技术学院机电工程分院,浙江嘉兴

314031;中国科学院嘉兴轻合金技术工程中心,浙江嘉兴314006

【正文语种】中文

【中图分类】TG174.453;TG175.3

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Al-Zn-Mg-Cu超硬铝合金作为重要的受力结构件材料，综合性能十分优良，是航

空航天等高端领域轻量化的首选材料。但是其差的表面性能是阻碍其进一步扩大应

用的瓶颈[1-2]。在其表面实施陶瓷化的微弧氧化技术(简称PEO)是目前对其表面

改性的有效途径[3]。微弧氧化技术是对铝、镁、钛等金属进行表面处理，所制备

出的膜层性能优于阳极氧化制备的膜层性能，能获得含有Al2O3和电解质成分的

陶瓷膜层的一种方法。它克服了铝制品机械零部件在服役过程中表现出的质软、强

度低、耐磨性和耐蚀性差等缺点，因而这项技术在航空、航天、军工以及交通等高

端领域有着广泛的应用前景[4-5]。微弧氧化制备的陶瓷层的质量与电参数、溶液

成分和基体有关[6]。本试验选用航空航天等高端领域较为常用的7075超硬铝合

金，探讨电参数中的脉冲频率对陶瓷膜层的微观结构及性能的影响，通过调节不同

频率来制备高硬度、耐腐蚀性能好的陶瓷膜层。

1试验方法与过程

本试验采用型号为MAOI-50微弧氧化电源，试验材料为7075超硬铝合金，利用

线切割技术将基体材料加工成25mm×25mm×5.0mm的试样若干个，在保证

电源正极铜丝与试片充分接触下进行微弧氧化处理。溶液采用NaAlO2-NaOH混

合体系，电解液成分选取NaAlO2浓度为12g/L，NaOH浓度为1g/L，另外还

有添加剂、络合剂和过氧化氢等。借助循环冷却水及电磁搅拌系统微型装置控制电

解液温度在25℃以内，电参数恒流法采用阳极电流密度ja=12A/dm2，阴极电流

密度jc=8A/dm2，氧化30min并保持不变，在脉冲频率分别为100Hz、200

Hz、300Hz、400Hz、500Hz的条件下进行五组微弧氧化试验。

采用DUALSCOPEFischer型便携式涡流测厚仪测量试片正反两面各10个点的膜

层厚度，取其平均值作为最终的膜层厚度；采用HX