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

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.