Tối ưu hóa quá trình anod hóa lớp cứng bằng axit sulfuric cho hợp kim nhôm Al-Mg-Si

Walter de Gruyter GmbH - Tập 32 - Trang 136-144 - 2014
N. Bartolo1, E. Sinagra1, B. Mallia2
1Department of Chemistry, University of Malta, Msida, Malta
2Department of Metallurgy and Materials Engineering, University of Malta, Msida, Malta

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá tác động của các thông số trong quá trình anod hóa lớp cứng bằng axit sulfuric, chẳng hạn như nồng độ axit, nhiệt độ dung môi, mật độ dòng điện và thời gian, đến độ cứng và độ dày của các lớp anod hóa thu được. Một cơ sở anod hóa quy mô nhỏ đã được thiết kế và thiết lập để tạo điều kiện cho việc nghiên cứu thực nghiệm các thông số anod hóa. Thiết kế thực nghiệm sử dụng phương pháp Taguchi để tối ưu hóa các thông số trong một khoảng hoạt động đã được thiết lập đã được thực hiện. Các phương pháp định tính và định lượng để xác định các lớp anod hóa thu được đã được thực hiện. Độ dày và hình thái của lớp anod hóa được xác định bằng kính hiển vi ánh sáng (LOM) và kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FEG-SEM). Các phép đo độ cứng được thực hiện bằng cách sử dụng máy đo độ cứng nano. Mối tương quan giữa các thông số anod hóa khác nhau và tác động của chúng đến độ cứng và độ dày của các lớp anod hóa đã được thiết lập. Việc đánh giá cẩn thận các tác động này đã cho phép xác định các thông số tối ưu bằng cách sử dụng phương pháp Taguchi, điều này đã được xác thực qua thực nghiệm. Các lớp anod hóa có độ cứng thay đổi từ 2.4–5.2 GPa và độ dày từ 20–80 μm đã được sản xuất. Phương pháp Taguchi đã chứng tỏ tính ứng dụng trong anod hóa. Phát hiện này có thể tạo điều kiện cho các nghiên cứu và phát triển tương lai về anod hóa, lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm đáng kể từ học thuật cũng như công nghiệp.

Từ khóa

#anod hóa #lớp cứng #axit sulfuric #phương pháp Taguchi #hợp kim nhôm

Tài liệu tham khảo

Miller W.S., Zhuang L., Bottema J., Wittebrood A.J., De Smet P., Haszler A., Vieregge A., Mat. Sci. Eng. A-Struct., 280 (2000), 37. European Aluminium Association, Aluminium in Cars, 9 (2008), http://www.alueurope.eu/pdf/Aluminium_in_cars_Sept2008.pdf. Hirsch J., Mater. Forum., 28 (2004), 15. Yerokhin A., Khan R.H.U., Anodising of Light Alloys, in: DONG H. (Ed.), Surface Engineering of Light Alloys: Aluminium, Magnesium and Titanium Alloys, Woodhead Publishing Ltd., Cambridge, 2010, p. 83. Ghazali M.J., Jurnal Kejuruteraan, 18 (2006), 49. Skoneczny W., Mater. Sci.+, 46 (2010), 276. Velterop L., ATB Metallurgie, 43 (2003), 284. Runge J.M., Pomis A.J., Plat. Surf. Finish., 90 (2003), 60. Henley V.F., Anodic Oxidation of Aluminium and its Alloys, Pergamon Press, London, 1982. Sadeler R., J. Mater. Sci., 41 (2006), 5803. Probert R.H., Aluminum How To: The Chromatizing, Anodizing, Hard Coating Handbook, Raleigh, NC: Tailored Text, 2005. Fang T.-H., Wang T.H., Kang S.-H., Chuang C.-H., Curr. Appl. Phys., 9 (2009), 880–883. Aerts T., Dimogerontakis Th., De Graeve I., Fransaer J., Terryn H., Surf. Coat. Tech., 201 (2007), 7310. Runge J., Pomis A., 2006 EBRATS — Brazilian Surface Treatment Meeting and II Latin-American Interfinish, Sao Paulo, May 10, 2006. Critchlow G.W., Yendall K.A., Bahrani D., Quinn A., Andrews F., Int. J. Adhes. Adhes., 26 (2006), 419.