目前,國家和有關(guān)部門還沒有輕合金微弧氧化膜性能測試標(biāo)準(zhǔn)。本研究擬采用中華人民共和國原航空航天部部標(biāo)準(zhǔn)HB5062-77《零件化學(xué)氧化膜層質(zhì)量檢驗(yàn)》作為微弧氧化膜性能檢測的參考依據(jù)。
一、微弧氧化陶瓷膜的外觀檢驗(yàn)本課題試驗(yàn)中迸行微弧氧化膜層的外觀粗略檢查時(shí),參考HB5062-77中所述的膜層外觀檢測的要求來進(jìn)行測試,對膜層的外觀質(zhì)量進(jìn)行簡單的評判。具體的外觀質(zhì)量級別評判標(biāo)準(zhǔn)如下表3-1所示。
并使用XP-2TM型表面光度儀測量試樣的表面粗糙度。表面光度儀的掃描半徑為5,垂直分辨率為1~1.5 CM,橫向分辨率為100 NM,可視掃描場為1~4 MM。
二、耐蝕性能的測定
浸泡實(shí)驗(yàn)條件如表3-2所示。用TG328A型電光分析天平稱腐蝕增重,天平載荷為200 g,精度為0.1 mg。
用PS-1型恒電位/恒電流儀,使用恒電流法測定膜層的陽極腐蝕極化曲線。儀器測量范圍:電壓-2~+2 V,電流0~1 A;測量精度:電位讀數(shù)精度為±1%加減末位一個(gè)字,電流讀數(shù)精度為±1.5%加減末位一個(gè)字。所用電解液為3.5%NaCl溶液。
三、耐磨性能的測定
用自制的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測膜層的耐磨性能,并用磨損失重表征。TG328A型電光分析天平稱磨損失重,精度為0.1 mg,平行試樣為4個(gè)。測定件為微弧氧化試樣及45鋼(840℃淬+150℃回火,HV541),磨損方式為濕磨。
四、彎曲法測量涂層與基體結(jié)合性能
為了考察電弧噴涂鋁層在重熔前后與鋼基體的結(jié)合性能,使用彎曲法定性衡量涂層與基體結(jié)合性能的變化情況。對重熔前后的試樣沿著長度方向各進(jìn)行90℃的彎曲變形,然后反向施力,使之恢復(fù)原狀,如此反復(fù)進(jìn)行,以彎曲中心部位為觀察區(qū)域,觀察重熔前后的試樣涂層的變化情況。
五、復(fù)合膜層的抗熱沖擊性能
實(shí)驗(yàn)通過熱沖擊使膜層從基體上剝落下來,根據(jù)熱沖擊次數(shù)來定性鑒定膜層與基體之間的熱脹匹配。分別采用水冷熱沖擊和空冷熱沖擊的方法。
(1)空冷熱沖擊
與上述方法類似,把試樣放入電阻爐中加熱至450℃,保溫5 min后取出空冷3 min,認(rèn)為試樣己足夠冷卻后,再次放入電阻爐中加熱,如此反復(fù)直至膜從基體上脫落。
(2)水冷熱沖擊
把試樣放入電阻爐中加熱至450℃,保溫5 min后取出放入水中,l min后取出放入電阻爐中加熱,如此反復(fù),直至膜從基體上脫落。
六、其它稱量儀器
用游標(biāo)卡尺測試樣尺寸,計(jì)算面積,精度0.02 mm。用Nephot-21型金相顯微鏡測膜層的厚度。放大倍數(shù)為450倍,膜層厚度=顯微鏡內(nèi)讀數(shù)×(0.1/3),取6個(gè)點(diǎn)的算術(shù)平均值。
七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
本實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)都列于附錄中,參見附錄1~附錄9。以后各章實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的曲線都經(jīng)過了擬合處理,擬合曲線方程見附錄10。
本文主要說明了實(shí)驗(yàn)所用的電弧噴涂設(shè)備、感應(yīng)重熔設(shè)備及微弧氧化設(shè)備,并給出了相應(yīng)的裝置示意圖,確定了對電弧噴涂鋁層及微弧氧化陶瓷層進(jìn)行顯微分析的方法和所用的儀器設(shè)備,確定了測定膜層性能的方法及所用設(shè)備,說明了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。(正航儀器編輯總結(jié))
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