关键词:
铝合金
微弧氧化
氧化石墨烯
纳米氧化铝
耐蚀性能
耐磨性能
摘要:
目的 提高6061T6铝合金的耐蚀及耐磨性能,研究纳米GO+α-Al2O3颗粒增强相对陶瓷层微观组织形貌与力学性能的影响。方法 在硅酸盐复合电解液中引入氧化石墨烯(GO)和纳米氧化铝(α-Al2O3)颗粒作为电解液添加剂,对6061T6铝合金表面进行微弧氧化(MAO)处理。通过硬度测试、摩擦磨损试验、电化学试验分别评价陶瓷层硬度、耐磨性及耐蚀性。并通过扫描电子显微镜及激光共聚焦显微镜对陶瓷层微观形貌及磨损形貌进行分析。结果 添加纳米GO和α-Al2O3颗粒能够增加陶瓷层的致密性从而提升陶瓷层硬度。其中GO及α-Al2O3共掺杂陶瓷层硬度达到15.73GPa;在耐磨性方面,纳米GO+α-Al2O3能够提升陶瓷层的耐磨能力,其摩擦系数从铝合金的0.649降至0.334,体积磨损率从铝合金的2.43×10-2mm3N-1m-1降至1.63×10-2mm3N-1m-1。在耐蚀性方面,GO+α-Al2O3增强相的存在使陶瓷层的耐蚀性能得到明显提升,对比纯电解液陶瓷层自腐蚀电位-0.172V及自腐蚀电流密度7.158×10-6A·cm-2,GO+α-Al2O3共掺杂陶瓷层自腐蚀电位提高至-0.148V,自腐蚀电流密度降低4.067×10-8A·cm-2。结论 纳米GO和α-Al2O3颗粒作为电解液添加剂,能够有效改善6061T6铝合金微弧氧化陶瓷层的硬度、耐磨及耐蚀性能,具有重要的工业应用潜力。