微弧氧化在船用柴油機(jī)鋁合金活塞上的應(yīng)用.pdf

1、鋁合金活塞是內(nèi)燃機(jī)中的重要部件，其工作條件極為復(fù)雜惡劣。微弧氧化技術(shù)可以在鋁、鎂、鈦及其合金表面原位生長(zhǎng)一層硬度高、耐磨、耐腐蝕和抗熱沖擊性能好的陶瓷膜層。本文利用微弧氧化技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)鋁合金活塞表面原位生長(zhǎng)一層致密的陶瓷層，大大提高了鋁合金活塞的性能和使用壽命。
　　 本試驗(yàn)采用純方波窄脈沖直流電源，降低了微弧氧化的能耗。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，得到了最佳的電解液配方：Na2SiO3∶8g/L；KOH∶2～3g/L；Na2WO4

2、∶2g/L；H2O2∶2ml/L；EDTA2Na∶2g/L。因?yàn)楸驹囼?yàn)采用的電源易于實(shí)現(xiàn)恒壓控制，所以本試驗(yàn)將電壓也作為正交試驗(yàn)的一個(gè)因素，電壓的優(yōu)化結(jié)果為500～550V。在電解液配方和電壓大小優(yōu)化好的基礎(chǔ)上對(duì)電源頻率、占空比和微弧氧化時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果是頻率為600Hz，占空比為1/20，微弧氧化時(shí)間為50min。在優(yōu)化好的電解液和電參數(shù)條件下得到了質(zhì)地均勻致密，厚度在20μm以上的陶瓷膜層，微弧氧化電流密度保持在1A/dm2

3、左右。在優(yōu)化好的電解液配方和電參數(shù)條件下，本試驗(yàn)在電解液中分別加入了二硫化鉬微納米顆粒和剛玉微納米顆粒，得到了性能更為優(yōu)越的微弧氧化膜層。
　　 最后對(duì)微弧氧化膜層的性能進(jìn)行了測(cè)試，其中包括微弧氧化膜層的絕熱性能、抗熱沖擊性能和耐磨損性能。絕熱性測(cè)試結(jié)果表明經(jīng)微弧氧化處理的活塞試樣在相同熱源的條件下另一側(cè)的溫度要比未處理的活塞試樣低84℃。經(jīng)過(guò)十次600℃到10℃的熱沖擊試驗(yàn)，微弧氧化膜層沒(méi)有出現(xiàn)任何裂紋和脫落的現(xiàn)象。在摩擦磨損