铝锂合金表面微弧氧化涂层结构及高温摩擦磨损性能

摘要

通过微弧氧化（MAO）在2195铝锂合金表面制备一层陶瓷涂层，研究了微弧氧化涂层的结构和高温摩擦磨损性能。利用XRD和EDS研究了涂层物相和元素组成，采用SEM、EDS研究了涂层表面、截面及磨痕形貌和元素组成，采用激光共聚焦显微镜（CLSM）观察了磨痕的三维形貌，并采用HT-1000高温摩擦磨损试验机研究涂层在200℃高温条件下的摩擦磨损性能。实验结果表明：微弧氧化涂层由α-Al₂O₃相组成。涂层表面粗糙多孔，表面粗糙度约14.3μm,表面有类似“荷叶”状的堆积形貌，膜层厚度约为7.1μm。涂层平均摩擦系数约为0.68,涂层体积磨损率和质量损失远远低于铝锂合金基体，质量损失约为基体的九分之一，磨损率为基体的十分之一。对磨痕形貌及成分分析，铝锂合金基体在200℃条件下磨损机制为磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损，且以磨粒磨损为主，而微弧氧化涂层主要为黏着磨损，还伴随着氧化磨损。研究表明微弧氧化涂层在高温条件下具有良好的耐磨损性能。

关键词

铝锂合金 / 微弧氧化 / 陶瓷涂层 / 高温摩擦磨损 / 磨损机制