1實驗試樣制備
實驗試樣是江蘇鋁鍛件加工薄板。實驗室實驗時將江蘇鋁鍛件加工薄板機械加工成尺寸均為50mmx50mmx2mm的平板試樣。生產實驗時直接采用生產線上的江蘇鋁鍛件加工薄板,尺寸為660mmxl140mmx2mm。
2實驗裝置
實驗裝置用自制一套實驗裝置,其中:①熱交換器及制冷機組;②攪拌系統;③PVC氧化槽;④試樣及簡易掛具;⑤石墨/鉛板陰極板;⑥自制的恒流一脈沖自動控制電源(WD20--600型);⑦數據采集系統。
1、電源的特性
實驗電源為自制的脈沖恒流電源WD20--600型型、脈沖電源電流輸出為0—500A(直流、脈沖)并具有恒流特性,脈沖周期、占空比、脈沖形狀(梯形、矩形)均可調,空載電壓為125V左右,電源功率在30KW左右。
為了更加準確及時的記錄氧化過程中的電壓數據,實驗室開發了一套電壓采集程序。該程序適用于DH4智能電壓表,采用RS232通訊方式。
利用這套智能電壓采集數據程序,能夠時刻采集和記錄陽極氧化過程中的動態電壓數據,可以隨時觀察到氧化電壓變化的具體過程和規律性。在生產和實驗中都有極高的應用價值。
2、制冷設備
溫度對陽極氧化膜的性能有較大的影響,歐陽新平等研究認為,溫度較高時氧化膜的溶解速度大,相對成膜速率低,膜較柔軟疏松,氧化膜的硬度耐磨性相對降低,低溫有利于提高膜的性能。以下幾方面會給氧化溫度帶來不同程度的影響。
(1)硬質陽極氧化過程是一個放熱過程,氧化的過程中會產生大量化學熱。反應主要集中在氧化膜孔穴底部,隨著溶液在孔中的流動及膜的傳導等將熱量帶給槽液,足以對槽液的溫度產生很大的影響。
(2)在陽極氧化過程中, 通入直流電或交流電, 電能將轉變成熱能。此能的轉變是陽極氧化時熱量的另一種來源。
(3)零件沒有入槽前與環境溫度相同。一般高于電解液溫度。入槽后,最終溫度與槽液溫度相同。此過程零件將向槽液釋放熱量。
(4)隨季節和工作環境的影響,有時室溫高達38℃,甚至更高,槽液控制溫度在士2℃.因此,電解液要從環境中吸收熱量。
3、攪拌裝置
由電機帶動攪拌器實行機械攪拌,可保證電解液的均勻攪動,此方法可保證電解液能更好地環繞工件流動,同時在工件表面形成對流層,起到強制冷卻的效果,結合制冷設備更好的達到降溫效果。
4、檢測裝置
①測厚儀(TT一230型),②顯微硬度測試議(MvC—1000JMTl型),③掃描
電鏡(TESCAN--4651型),④X射線能譜儀(V4105型)。
(TT-_230)數字式覆層測厚儀,純鋁校正試片進行校正,在試樣氧化面隨機選取6個點測平均值;
(MVC一1000JMTl)型顯微硬度測試儀,選取載荷為100g,加載時間為10s,在氧化面上測定8個點取平均值;
(TESCAN--4651)型掃描電鏡分析氧化成膜后的表面形貌和斷口形貌特征;V4105型X射線能譜儀,對氧化后的膜層表面元素進行定性分析。
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