DOI: https://doi.org/10.18664/1994-7852.190.2020.213910

ФАЗОВИЙ СКЛАД І ВЛАСТИВОСТІ МДО-ПОКРИТТІВ НА СИЛУМІНІ АК7 (АЛ9)

Valeria Valerievna Subbotina

Анотація


Наведено результати дослідження структури і властивостей покриттів на сплаві АК7 (АЛ9), сформованих мікродуговим оксидуванням в лужно-силікатному електроліті (КОН + Na2SiO3 (рідке скло)). Процес формування покриттів проводили в циліндричній ванні ємністю 20 л, виготовленній з нержавіючої сталі. Встановлено, що процес мікродугового оксидування на сплаві АК7 здійснюється при початковій кислотності рН у інтервалі 10,0–13,0 і електроопорі ρ = 100–350 Ом•см.

Встановлено, що структурною особливістю МДО-покриттів на сплаві АК7 є їх двошарова будова (технологічного та робочого шарів). Мікроскопічні дослідження показали, що покриття зростає вглиб і назовні оброблюваної деталі. Однак прирощення розміру деталі зв'язано, в основному, з технологічним шаром.

Аналіз отриманих результатів вказує на те, що склад електроліту впливає на товщину технологічного шару, яка збільшується з підвищенням вмісту силікату натрію (Na2SiO3) в розчині. Товщина ж основного робочого шару в різних електролітах практично однакова.

МДО-покриття мають кристалічну будову й основними фазами є оксид алюмінію            γ-Al2O3 і муліт 3Al2O3•2SіO2. Найбільша твердість покриттів, які були отримані протягом 3 год в електроліті складу 1 г/л КОН +6 г/л Na2SiO3. Твердість таких покриттів досягає 14,7 ГПа.

Встановлено, що в інтервалі навантажень 0–2 кН коефіцієнт тертя поверхні без покриття збільшується від 0 до 0,03. Після нанесення МДО-покриття  коефіцієнт тертя у всьому інтервалі навантажень не перевищує 0,007.

Проведене дослідження показало, що незважаючи на те, що кремній, який входить до складу сплаву АК7 (АЛ9), утруднює процес формування бар'єрного шару на оброблюваній поверхні, завдяки вибору режімів МДО-процесу  вдається провести поверхневе зміцнювання сплавів внаслідок формування оксидних покриттів (HV ~ 15000 МПа). Отримані результати вказують на можливість розширення кола алюмінієвих сплавів, зміцнюваних методом МДО.


Ключові слова


силуміни, МДО-покриття, фазовий склад, мікротвердість, коефіцієнт тертя

Повний текст:

PDF

Посилання


Belozerov V., Mahatilova A., Sobol' O., Subbotina V., Subbotin A. Investigation of the influence of technological conditions of microarc oxidation of magnesium alloys on their structural state and mechanical properties. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol 2 (5–86). Р. 39 –43.

Sobol O. V., Andreev A. A., Gorban V. F., Meylekhov A. A., Postelnyk H. O., Stolbovoy V. A. Structural engineering of the vacuum Arc ZrN/CrN multilayer coatings. Journal of nano- and electronic physics. 2016. Vol. 8(1). Р. 1042-1–1042–5.

Yerokhin A. L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S.J. Plasma electrolysis for surface engineering. Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 122. Р. 73–93.

Yang, Y., Gu, Y., Zhang, L., Jiao, X., Che, J. Influence of MAO Treatment on the Galvanic Corrosion Between Aluminum Alloy and 316L Steel. Journal of Materials Engineering and Performance. 2017. Vol. 26 (12). Р. 6–9.

Curran J. A., Clyne T. W. Thermo-physical properties of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium. Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 199. Р. 176099–176106.

Martin J., Melhem A., Shchedrina I., Duchanoy T., Nominé A., Henrion G., Czerwiec T., Belmonte T. Effects of electrical parameters on plasma electrolytic oxidation of aluminium. Surf. Coat. Technol. 2013. Vol. 221. Р. 70–76.

Chen C.-M., Chu H.-J., He J.-L. Anodic dyeing of micro-arc oxidized aluminum with a cathodic pretreatment. Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 324. Р. 92–98.

Суминов И. В., Эпельфельд A. B., Людин В. Б., Крит Б. Л., Борисов А. М. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). Москва: ЭКОМЕТ, 2005. 368 с.

Subbotina V. V., Al-Qawabeha, U.F., Sobol', O.V., Belozerov V.V., Schneider V.V., Tabaza T.A., Al-Qawabah S.M. Increase of the α-AI203 phase content in MAO-coating by optimizing the composition of oxidated aluminum alloy. Functional Materials. 2019. Vol. 26(4). Р. 752–758.




Flag Counter