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　　鋁及鋁合金具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)秀的加工性能和耐腐蝕性能，在各行業(yè)中的應(yīng)用不斷增加。表面處理可以改善鋁及鋁合金的承載能力和耐磨性，在鋁及鋁合金構(gòu)件的生產(chǎn)中占有非常重要的地位。

　　硬質(zhì)陽極氧化是一種常用而又有效的鋁及鋁合金表面處理方法。它是用電化學(xué)的方法在鋁表面形成一層較厚的Al₃O₄層，以提高鋁的表面硬度及耐磨性。為了進(jìn)一步提高涂層的性能，可在涂層中引入第二相粒子。一般來講，這種粒子可以分為兩類：即硬粒子和軟粒子。硬粒子，如SIC和SiN，可以增加涂層的硬度；軟粒子，如聚四氟乙烯（PTFE）和MOS₂，可以增加涂層的自潤滑性能。

　　本文試驗(yàn)研究了添加聚四氟乙烯顆粒的鋁合金復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化，測定了復(fù)合陽極氧化層的摩擦因數(shù)，并和常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化層的結(jié)果進(jìn)行了比較。

　　1 試驗(yàn)方法

　　陽極氧化用鋁合金為T4態(tài)的6063合金，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%，下同）見表1。陽極氧化試樣為直徑30mmX5mm的圓片。氧化前，試樣用金剛石膏拋光，表面粗糙為Ra0。2~0。3µm。

表1  6063鋁合金的化學(xué)成分  %

　　常規(guī)使質(zhì)剛極氧化液用濃度為2. 24 mol／L的水溶液H₂SO₄水溶液，復(fù)合陽極氧化液為上述常規(guī)硬質(zhì)陽極氧化液一種聚四氟乙烯分散液的混合液，其混合比例為2 24mol／LHjs(1水溶液：聚四氟乙烯分散液=3：1(休積比)。氧化液的溫度山氧化汲中放置的環(huán)形冷卻管控制，整個氧化過程采用恒溫氧化，溫度為-3℃~-4℃，氧化過程中用磁力棒攪拌氧化液，用鉛板作陰極，陰極面積為陽極面積的10倍以上。氧化電源用自流電源，陽極的穩(wěn)定氧化電流密度為2．5 A／dm：。

　　氧化層硬度用自動顯微硬度計(jì)測量，測定位置為氧化層外表面，所用載荷為100g，加載持續(xù)時間為8s，，用光學(xué)顯微鏡觀察氧化層橫截面形貌。

　　為了表征復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化層的摩擦性能，用MM-200磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了室溫下干摩擦條件下的摩擦力矩測定試驗(yàn)、試驗(yàn)采用滑塊式裝置，如圖]所示。此時將復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化試樣加工成尺寸為20mmx10mmx 5 nun的長方體，作為固定的試桿；旋轉(zhuǎn)試樣為外徑、內(nèi)徑16mm，厚度10mm的淬火GCr15鋼圓環(huán)．硬度為60HRC，表面光潔度為Ra0。2µm。試驗(yàn)前，固定試樣和轉(zhuǎn)動試樣都用化學(xué)純的酒精液仔細(xì)清洗。采用階梯加載法測定摩擦力矩：初始載荷為49 N，以后每次增加載荷49 N，一直增加到196 N；在每—載荷下試驗(yàn)的時間都是5min。旋轉(zhuǎn)試桿的轉(zhuǎn)速為100r／rain，在固定試樣與旋轉(zhuǎn)試樣接觸點(diǎn)上的相對滑動速度相當(dāng)于0。21m·S^-1摩擦因數(shù)是由試驗(yàn)直接測出的摩擦力矩除以所用載荷和旋轉(zhuǎn)試樣的半徑而得到的。

　　1　結(jié)果與討論

　　圖2為一經(jīng)過60min陽析氧化的典型的復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化層橫截面的光學(xué)顯微照片。在這個照片中，顏色較深的部分為為復(fù)合陽極氧化層，顏色較淺的部分為6063鋁合金基體。由照片可以看出，復(fù)合硬質(zhì)氧化層是致密的，厚度可達(dá)70µm，聚四氟乙烯粒子均勻地分布在氧化層中，粒子直徑尺寸為2µm左右。在復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化層照片上放一透明的細(xì)方格紙，可測量出聚四氟乙烯顆粒在整個復(fù)合硬質(zhì)陽極氧化層的表面硬度為400-480HVO。1