铝合金复合硬质阳极氧化工艺特点阐发

铝及铝合金具有高的比强度、优异 的加工机能 和耐侵蚀 机能 ，在各行业中的利用 不竭 增添 。概况 处置 可以改良 铝及铝合金的承载能力和耐磨性，在铝及铝合金构件的出产 中据有 很是 主要 的地位。

铝材硬质氧化和常规氧化的区分 ：硬质氧化的氧化膜有50%渗入 在铝合金内部，50%附着在铝合金概况 ，是以 硬质氧化后产物 外部尺寸变年夜 ，内孔变小。

　　硬质阳极氧化是一种经常使用 而又有用 的铝及铝合金概况 处置 方式 。它是用电化学的方式 在铝概况 构成 一层较厚的Al3O4层，以提高铝的概况 硬度及耐磨性。为了进一步提高涂层的机能 ，可在涂层中引入第二相粒子。一般来说 ，这类 粒子可以分为两类：即硬粒子和软粒子。硬粒子，如SIC和SiN，可以增添 涂层的硬度；软粒子，如聚四氟乙烯（PTFE）和MOS2，可以增添 涂层的自润滑机能 。

　　本文实验 研究了添加聚四氟乙烯颗粒的铝合金复合硬质阳极氧化，测定了复合阳极氧化层的磨擦 因数，并和常规硬质阳极氧化层的成果 进行了比力 。

　　1实验 方式

　　阳极氧化用铝合金为T4态的6063合金。阳极氧化试样为直径30mmX5mm的圆片。氧化前，试样用金刚石膏抛光，概况 粗拙 为Ra0。2~0。3µm。

表1 6063铝合金的化学成份 %

Mg

Si

Fe

Cu

Mn

Cr

Zn

Ti

Al

0.45~0.90

0.20~0.60

0.35

0.10

0.10

0.10

0.10

0.10

余量

　　常规使质刚极氧化液用浓度为2. 24 mol／L的水溶液H2SO4水溶液，复合阳极氧化液为上述常规硬质阳极氧化液一种聚四氟乙烯分离 液的夹杂 液，其夹杂 比例为2 24mol／LHjs(1水溶液：聚四氟乙烯分离 液=3：1(休积比)。氧化液的温度山氧化汲中放置的环形冷却管节制 ，全部 氧化进程 采取 恒温氧化，温度为-3℃~-4℃，氧化进程 顶用 磁力棒搅拌氧化液，用铅板作阴极，阴极面积为阳极面积的10倍以上。氧化电源用自流电源，阳极的不变 氧化电流密度为2．5 A／dm：。

　　氧化层硬度用主动 显微硬度计丈量 ，测定位置为氧化层外概况 ，所用载荷为100g，加载延续 时候 为8s，，用光学显微镜不雅 察氧化层横截面描摹 。

　　为了表征复合硬质阳极氧化层的磨擦 机能 ，用MM-200磨损实验 机进行了室温下干磨擦 前提 下的磨擦 力矩测定实验 、实验 采取 滑块式装配 ，如图]所示。此时将复合硬质阳极氧化试样加工成尺寸为20mmx10mmx 5 nun的长方体，作为固定的试杆；扭转 试样为外径、内径16mm，厚度10mm的淬火GCr15钢圆环．硬度为60HRC，概况 光洁度为Ra0。2µm。实验 前，固定试样和动弹 试样都用化学纯的酒精液细心 清洗。采取 阶梯加载法测定磨擦 力矩：初始载荷为49 N，今后 每次增添 载荷49 N，一向 增添 到196 N；在每—载荷下实验 的时候 都是5min。扭转 试杆的转速为100r／rain，在固定试样与扭转 试样接触点上的相对滑动速度相当于0。21m·S-1磨擦 因数是由实验 直接测出的磨擦 力矩除以所用载荷和扭转 试样的半径而获得 的。

　　1　成果 预会 商

　　图2为一颠末 60min阳析氧化的典型的复合硬质阳极氧化层横截面的光学显微照片。在这个照片中，色彩 较深的部门 为为复合阳极氧化层，色彩 较浅的部门 为6063铝合金基体。由照片可以看出，复合硬质氧化层是致密的，厚度可达70µm，聚四氟乙烯粒子平均 地散布 在氧化层中，粒子直径尺寸为2µm摆布 。在复合硬质阳极氧化层照片上放一透明的细方格纸，可丈量 出聚四氟乙烯颗粒在全部 复合硬质阳极氧化层的概况 硬度为400-480HVO。

　　复合硬质阳极氧化层的磨擦 因数与载荷的关系如图3所示，为便于比力 ，图中还给出了在不异 前提 下常规硬质阳极氧化层和没有颠末 阳极氧化的61163铝合金的磨擦 因数：由图3可见，在所有实验 载荷下，两种硬质阳极氧化层的磨擦 因数都较着 比没有进行硬质刚极氧化处置 的6063铝合金的低很 多；而复合硬质阳极氧化层的磨擦 因数比常规硬质叫极氧化层的磨擦 系数还要低。常规硬质阳极氧化层的平均磨擦 因数为0。1347，复合硬质阳极氧化层的磨擦 因数为0。1115，复合硬质阳极氧化层中的聚四氟乙烯颗粒使得硬质阳极氧化层的磨擦 田数在干磨擦 前提 下下降 了17％。

　　结论

　　在常规的硫酸型硬质阳极氧化液中添加聚四氟乙烯分离 液，可以在6063铝合金概况 构成 含有聚四氟乙烯颗粒的复合硬质阳极氧化层。氧化层中聚四氟乙烯颗粒的直径为2µm摆布 ，面积百分比含量为2%~3%。复合硬质阳极氧化层与淬火钢对磨时的平均干磨擦 因数为0。11，比常规硬质阳极氧化层的磨擦 因数低17%。