柴油機(jī)鋁合金活塞表面自修復(fù)耐磨陶瓷層制備及性能研究.pdf

1、鋁合金在船舶柴油機(jī)活塞上的應(yīng)用具有重要意義，然而其表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性等性能上的缺陷制約了鋁合金活塞的廣泛應(yīng)用。因此，需要對(duì)其進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。微弧氧化技術(shù)可以在鋁合金表面制備一層具有高硬度、耐磨、耐腐蝕等性能的陶瓷層。在電解液中添加蛇紋石自修復(fù)微納米顆粒后，可以得到一層具有自修復(fù)性能的耐磨陶瓷層。
　　本文利用正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)了電解液參數(shù)和電源參數(shù)的優(yōu)化方案，使用掃描電鏡探究了膜層的表面形貌、截面形貌及元素組成，測(cè)量了膜層厚

2、度、粗糙度、顯微硬度，進(jìn)行了摩擦磨損試驗(yàn)，確定了制備陶瓷層的最佳工藝參數(shù);使用高能球磨法制備了蛇紋石微納米顆粒，將蛇紋石粉體添加到電解液中進(jìn)行微弧氧化試驗(yàn)，以得到含有蛇紋石微納米顆粒的復(fù)合陶瓷層，并對(duì)添加蛇紋石的濃度進(jìn)行了優(yōu)化;對(duì)試件進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)前后膜層的表面形貌和元素組成進(jìn)行分析，來(lái)研究膜層的自修復(fù)性能。
　　通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)對(duì)微弧氧化過(guò)程中的電解液參數(shù)、電源參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。綜合陶瓷膜的膜厚、硬度、粗糙度、以及表面形

3、貌、截面形貌等指標(biāo)，對(duì)電解液參數(shù)、電源參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。所得電解液參數(shù)為:硅酸鈉濃度為8g/L、氫氧化鉀濃度為2.5g/L、鎢酸鈉濃度為5g/L、EDTA2g/L;電源參數(shù)為:正向電壓為420V、負(fù)向電壓為130V、占空比為20％、頻率為500Hz、氧化時(shí)間為1h。按照得到的最優(yōu)工藝參數(shù)制備復(fù)合陶瓷層，當(dāng)蛇紋石濃度為6g/L時(shí)，陶瓷層性能最優(yōu)。貧油狀態(tài)下，在摩擦磨損試驗(yàn)中與陶瓷膜對(duì)磨，復(fù)合陶瓷膜中Si元素的含量升高，摩擦表面生成一層保護(hù)膜，