铝合金表面梯度氧化层的构筑及其耐刮擦性能研究

摘要

[目的]针对铝合金材料在运输、组装及使用过程中发生的表面刮擦现象，通过调控阳极氧化电压，在铝合金表面构筑了梯度阳极氧化膜层，以提升其耐刮擦性能。[方法]采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、表面轮廓仪、显微硬度计、划痕仪等手段，分析了2024铝合金表面氧化层的相组成、微观形貌、表面粗糙度、硬度及耐刮擦性能。[结果]所制备的阳极氧化膜表面形貌以纳米孔洞组成的群落结构为主，且主要由非晶氧化铝相组成。对于恒定电压制备的阳极氧化膜而言，随着电压从20 V升高至60 V，氧化膜层表面粗糙度Ra逐渐由0.65μm增大至1.32μm，平均显微硬度由417 HV降至221 HV，耐刮擦性能逐渐下降，膜层剥落临界载荷由20 N降低至12 N左右。采用20 V至60 V梯度电压制备的阳极氧化膜具有最佳的耐刮擦性能，划痕最大宽度仅为0.211 mm，膜层剥落临界载荷为29.5 N。[结论]通过改变阳极氧化电压，可以制备出具有优异耐刮擦性能的铝合金阳极氧化膜，这为铝合金表面刮擦防护提供了新的思路。

关键词

铝合金 / 阳极氧化 / 梯度电压 / 耐刮擦 / 微观结构 / 硬度