目前,国家和有关部门还没有轻合金微弧氧化膜性能测试标准。本研究拟采用中华人民共和国原航空航天部部标准HB5062-77《零件化学氧化膜层质量检验》作为微弧氧化膜性能检测的参考依据。
一、微弧氧化陶瓷膜的外观检验本课题试验中迸行微弧氧化膜层的外观粗略检查时,参考HB5062-77中所述的膜层外观检测的要求来进行测试,对膜层的外观质量进行简单的评判。具体的外观质量级别评判标准如下表3-1所示。
并使用XP-2TM型表面光度仪测量试样的表面粗糙度。表面光度仪的扫描半径为5,垂直分辨率为1~1.5 CM,横向分辨率为100 NM,可视扫描场为1~4 MM。
二、耐蚀性能的测定
浸泡实验条件如表3-2所示。用TG328A型电光分析天平称腐蚀增重,天平载荷为200 g,精度为0.1 mg。
用PS-1型恒电位/恒电流仪,使用恒电流法测定膜层的阳极腐蚀极化曲线。仪器测量范围:电压-2~+2 V,电流0~1 A;测量精度:电位读数精度为±1%加减末位一个字,电流读数精度为±1.5%加减末位一个字。所用电解液为3.5%NaCl溶液。
三、耐磨性能的测定
用自制的摩擦磨损实验机测膜层的耐磨性能,并用磨损失重表征。TG328A型电光分析天平称磨损失重,精度为0.1 mg,平行试样为4个。测定件为微弧氧化试样及45钢(840℃淬+150℃回火,HV541),磨损方式为湿磨。
四、弯曲法测量涂层与基体结合性能
为了考察电弧喷涂铝层在重熔前后与钢基体的结合性能,使用弯曲法定性衡量涂层与基体结合性能的变化情况。对重熔前后的试样沿着长度方向各进行90℃的弯曲变形,然后反向施力,使之恢复原状,如此反复进行,以弯曲中心部位为观察区域,观察重熔前后的试样涂层的变化情况。
五、复合膜层的抗热冲击性能
实验通过热冲击使膜层从基体上剥落下来,根据热冲击次数来定性鉴定膜层与基体之间的热胀匹配。分别采用水冷热冲击和空冷热冲击的方法。
(1)空冷热冲击
与上述方法类似,把试样放入电阻炉中加热至450℃,保温5 min后取出空冷3 min,认为试样己足够冷却后,再次放入电阻炉中加热,如此反复直至膜从基体上脱落。
(2)水冷热冲击
把试样放入电阻炉中加热至450℃,保温5 min后取出放入水中,l min后取出放入电阻炉中加热,如此反复,直至膜从基体上脱落。
六、其它称量仪器
用游标卡尺测试样尺寸,计算面积,精度0.02 mm。用Nephot-21型金相显微镜测膜层的厚度。放大倍数为450倍,膜层厚度=显微镜内读数×(0.1/3),取6个点的算术平均值。
七、实验数据的处理方法
本实验所得到的数据都列于附录中,参见附录1~附录9。以后各章实验结果中的曲线都经过了拟合处理,拟合曲线方程见附录10。
本文主要说明了实验所用的电弧喷涂设备、感应重熔设备及微弧氧化设备,并给出了相应的装置示意图,确定了对电弧喷涂铝层及微弧氧化陶瓷层进行显微分析的方法和所用的仪器设备,确定了测定膜层性能的方法及所用设备,说明了实验数据的处理方法。(正航仪器编辑总结)
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