Вплив режимів мікродугового оксидування на структуру, кінетику зростання, фазовий склад і твердість оксидних покриттів, які формуються на алюмінієвому сплаві АК6

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСубботіна, В. В.
dc.contributor.authorSubbotina, Valeriia V.
dc.date.accessioned2021-04-13T07:33:45Z
dc.date.available2021-04-13T07:33:45Z
dc.date.issued2020
dc.descriptionСубботіна, В. В. Вплив режимів мікродугового оксидування на структуру, кінетику зростання, фазовий склад і твердість оксидних покриттів, які формуються на алюмінієвому сплаві АК6 = Influence of microarc oxidation modes on the structure, growth kinetics, phase composition and hardness of oxide coatings formed on the AK6 aluminum alloy / В. В. Субботіна // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2020. – № 3 (481). – С. 31–39.uk_UA
dc.description.abstractАнотація. В останні роки активно розвивається промислове використання методу мікродугового оксидування для отримання твердих і зносостійких шарів на поверхні виробів з алюмінієвих сплавів. Формування оксидних покриттів мікродуговим методом проходить в умовах надшвидкого термалізування і визначається сукупністю різноманітних процесів, пов’язаних із різним елементним складом сплавів і умовами електролізу. Тому метою дослідження було вивчення впливу технологічних умов оксидування (склад електроліту, щільність струму, тривалість процесу) сплаву АК6 (система Al-Cu-Si-Mg) на структуру, кінетику зростання, фазовий склад і твердість сформованих оксидних покриттів. Для досягнення поставленої мети були проведені металографічний, рентгеноструктурний аналіз, вимірювання товщини покриття та мікротвердості. Встановлено, що покриття, сформовані на сплаві АК6 у результаті мікродугового оксидування, мають двошарову структуру, яка складається з поверхневого технологічного шару і внутрішнього базового шару. Товщина технологічного шару становить 30–40 % від загальної товщини покриття. Основною фазою технологічного шару є фаза з відносно низькою твердістю – муліт (3Al2O3 • 2SiO2). Основними фазами базового шару є оксидні фази високої твердості γ-Al2O3 і α-Al2O3 (корунд). Визначено, що щільність струму впливає на швидкість зростання покриття і на фазовий склад у ньому. За низької щільності струму і тривалості процесу (до 30 хвилин) мікродугове оксидування сплаву АК6 не забезпечує утворювання фази α-Al2O3, а основною фазою є γ-Al2O3. Це не дозволяє досягнути великої твердості покриття, яка становить менше 15 000 МПа. Збільшення щільності струму від 10 до 25 А/дм2 призводить до підвищення швидкості зростання покриття майже удвічі, водночас фазовий склад покриттів змінюється від двофазного на основі γ-Al2O3 і муліту на двофазний на основі α-Al2O3 і γ-Al2O3 фаз. Склад лужно-силікатного електроліту впливає на швидкість зростання і фазовий склад: у разі збільшення вмісту силікатної (Na2SiO3) складової частини в лужно-силікатному електроліті підвищується швидкість зростання покриття, проте фазовий склад збагачується мулітною фазою з невисокою твердістю. Найбільш висока твердість 18 200 МПа досягається в електроліті KOH – 1 г/л + Na2SiO3 – 6 г/л за максимальної тривалості процесу електролізу 300 хвилин, коли формується покриття з товщиною базового шару приблизно 150 мкм, у якому вміст α-Al2O3 фази досягає 87 %.uk_UA
dc.description.abstract1Abstract. In recent years, the industrial use of the micro-arc oxidation method has been actively developing to obtain hard and wear-resistant layers on the surface of products made of aluminum alloys. The formation of oxide coatings by the microarc method takes place under conditions of ultrafast thermalization and is determined by a set of various processes associated with different elemental composition of alloys and electrolysis conditions. Therefore, the aim of the study was to study the effect of the technological conditions of oxidation (electrolyte composition, current density, process duration) of the AK6 alloy (Al-Cu-Si-Mg system) on the structure, growth kinetics, phase composition, and hardness of the formed oxide coatings. To solve this goal were carried out: metallographic, X-ray diffraction analysis, measurement of coating thickness and microhardness. It was found that the coatings formed on the AK6 alloy as a result of microarc oxidation have a two-layer structure of a surface technological layer and an inner base layer. The technological layer thickness is 30–40 % of the total coating thickness. The main phase of the technological layer is a phase with a relatively low hardness – mullite (3Al2O3 • 2SiO2). The main phases of the base layer are oxide phases of high hardness γ-Al2O3 and α-Al2O3 (corundum). It was determined that the current density affects both the growth rate of the coating and the phase composition in it. At low current density and short process times (up to 30 min), microarc oxidation of the AK6 alloy does not provide the formation of the α-Al2O3 phase, and the main phase is γ-Al2O3. This does not allow reaching a high hardness of the coating, which is less than 15 000 MPa. An increase in the current density from 10 to 25 A/dm2 leads to an almost twofold increase in the coating growth rate, while the phase composition of the coatings changes from a two-phase composition based on γ-Al2O3 and mullite to a two-phase composition based on α-Al2O3 and γ-Al2O3 phases. The composition of the alkali-silicate electrolyte affects the growth rate and phase composition: with an increase in the content of the silicate (Na2SiO3) component in the alkali-silicate electrolyte, the growth rate of the coating increases, but the phase composition is enriched with a mullite phase with low hardness. The highest hardness of 18200 MPa is achieved in the KOH – 1 g/L + Na2SiO3 – 6 g/L electrolyte with the longest electrolysis process duration of 300 min, when a coating is formed with a base layer thickness of about 150 µm in which the content of the α-Al2O3 phase reaches 87 %.uk_UA
dc.identifier.issn2311–3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)uk
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/3845
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries539.216.2: 537.52uk_UA
dc.subjectмікродугове оксидуванняuk_UA
dc.subjectсклад електролітуuk_UA
dc.subjectсплав АК6uk_UA
dc.subjectпокриттяuk_UA
dc.subjectтовщинаuk_UA
dc.subjectфазовий складuk_UA
dc.subjectтвердістьuk_UA
dc.subjectmicroarc oxidationuk_UA
dc.subjectelectrolyte compositionuk_UA
dc.subjectAK6 alloyuk_UA
dc.subjectcoatinguk_UA
dc.subjectthickness phase compositionuk_UA
dc.subjecthardnessuk_UA
dc.titleВплив режимів мікродугового оксидування на структуру, кінетику зростання, фазовий склад і твердість оксидних покриттів, які формуються на алюмінієвому сплаві АК6uk_UA
dc.title1Influence of microarc oxidation modes on the structure, growth kinetics, phase composition and hardness of oxide coatings formed on the AK6 aluminum alloyuk_UA
dc.title22020
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Subbotina.pdf
Розмір:
559.06 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 3 (481) 2020