2024耐磨鋁管的耐磨性,采用超聲波冷鍛技術(shù)在2024鋁合金表面進(jìn)行納米化處理,在其表面成功制備了納米化處理層。利用透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀察分析了試樣表面的微觀形貌、晶粒大小和粗糙度;利用顯微硬度計(jì)分析了鋁合金基體和納米化處理層的硬度;采用高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了納米化處理層在3.5%Na Cl溶液中的耐磨性。結(jié)果表明:經(jīng)超聲波冷鍛處理后鋁合金表面晶粒得到細(xì)化;納米化處理層的平均表面粗糙度僅為5.50 nm;納米化處理后的硬度為106.72 HV,是鋁合金基體的1.36倍;納米化處理后的摩擦系數(shù)由0.80降到0.65,磨損量也有所減少,磨痕深度也比鋁合金基體的淺。綜上可得:超聲波冷鍛技術(shù)提高了2024鋁合金的耐磨性。 在優(yōu)化電氣參數(shù)的條件下采用正交試驗(yàn)對電解液組分進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后的參數(shù)為:硫酸10%,酒石酸25g/L,草酸30g/L,硫酸鋁9g/L。在優(yōu)化工藝條件下獲得的氧化膜的硬度和厚度為300HV,15μm。其耐磨性和耐蝕性較好。本文詳細(xì)論述了電壓對2024耐磨鋁管陽極氧化膜耐蝕性、納米硬度和彈性模量的影響。當(dāng)高電壓為21V,低電壓19V情況下獲得的耐蝕性和硬度較好。同時(shí)研究了草酸和硫酸對氧化膜耐磨性的影響,得出硫酸對氧化膜厚度影響較大,而草酸對氧化膜耐磨性影響較大,草酸濃度越大,耐磨性越好。本文對2024鋁合金陽極氧化膜的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,陽極氧化提高了氧化膜的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,但是卻降低了氧化膜的疲勞強(qiáng)度,主要?dú)w因于氧化膜的陶瓷脆性和陽極氧化中形成的裂紋源。2024鋁合金表面硬度低,耐磨性差以及等離子滲氮困難等問題,利用閉合場非平衡磁控濺射預(yù)先在鋁合金表面制備一層Ti膜,再進(jìn)行脈沖等離子體滲氮處理,探索了鋁合金表面鍍滲復(fù)合改性處理工藝。對2024耐磨鋁管表面Ti膜和復(fù)合改性層的組織形貌、相結(jié)構(gòu)和元素分布分別進(jìn)行了OM、SEM觀察和XRD、EDS分析,并對薄膜及復(fù)合改性層的顯微硬度、耐磨性進(jìn)行了表征。SEM、EDS和XRD結(jié)果表明,本實(shí)驗(yàn)制備的Ti膜表面均勻平整,為六方結(jié)構(gòu),并在2θ=38.3°處對應(yīng)的(002)晶面出現(xiàn)了擇優(yōu)生長;鍍滲復(fù)合改性層的表面出現(xiàn)折皺,呈蠕蟲狀,表面N含量很高。復(fù)合改性層主要由TiN、Al18Ti2Mg3和Al3Ti相組成,且滲氮溫度越高、保溫時(shí)間越長,改性層中Al18Ti2Mg3、Al3Ti相的含量越高。Ti膜和鋁合金基體發(fā)生了明顯的互擴(kuò)散,組織呈層狀結(jié)構(gòu),其中外層為富Ti區(qū),N含量較高,靠近基體一側(cè)出現(xiàn)Mg元素的富集區(qū);且滲氮溫度越高,擴(kuò)散越明顯,復(fù)合改性層越厚。
當(dāng)前位置: