超声辅助热浸镀铝—微弧氧化绿色再制造关键技术研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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超声辅助热浸镀铝—微弧氧化绿色再制造关键技术研究

项目名称：超声辅助热浸镀铝—微弧氧化绿色再制造关键技术研究
项目类别：青年科学基金项目
批准号：51005140
申请代码：E050902
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：牛宗伟
负责人职称：副教授
依托单位：山东理工大学
批准年度：2010

中文摘要：

绿色再制造对于提高资源利用率，建设循环经济和节约型社会，实现经济和社会可持续发展具有重要意义。铝合金经微弧氧化形成的陶瓷膜具有耐磨、耐蚀、耐热和抗高温氧化等优良性能。本项目拟在磨损零件表面热浸镀一层铝合金，然后进行微弧氧化处理获得陶瓷氧化膜，以延长其使用寿命，实现绿色再制造。传统热浸镀铝工艺只适用于表面形状简单的工件，在热浸镀铝过程中辅助以超声振动可使该工艺适用于复杂形状表面零件。将超声辅助热浸镀铝-微弧氧化应用于磨损零件再制造的关键是精确控制热浸镀铝层的厚度和微弧氧化陶瓷膜的性能。本项目拟借助于模糊神经网络方法，在理论分析和实验研究的基础上，建立超声辅助热浸镀铝和微弧氧化过程的工艺参数优化模型，为实际生产提供理论指导。

中文主题词：超声振动；热浸镀铝；微弧氧化；再制造；

英文摘要：

Ultrasonic Vibration；Hot-Dip Aluminizing；Micro Arc Oxidation；Remanufacturing；

英文主题词： Ultrasonic Vibration；Hot-Dip Aluminizing；Micro Arc Oxidation；Remanufacturing；

结论摘要：

铝合金经微弧氧化形成的陶瓷膜具有耐磨、耐蚀、耐热和抗高温氧化等优良性能。本项目在磨损零件表面热浸镀一层铝合金，然后进行微弧氧化处理获得陶瓷氧化膜，以延长其使用寿命，实现绿色再制造。传统热浸镀铝工艺只适用于表面形状简单的工件，在热浸镀铝过程中辅助以超声振动可使该工艺适用于复杂形状表面零件。将超声辅助热浸镀铝-微弧氧化应用于磨损零件再制造的关键是精确控制热浸镀铝层的厚度和微弧氧化陶瓷膜的性能。项目的主要创新点及其主要研究进展如下（1）研究了超声振动在热浸镀铝工艺过程中的声空化效应和声流效应及其引起的晶粒细化、超声除气和组织均匀化作用。研究了超声振动对热浸镀铝过程中镀液的浸润能力、镀膜中相成分的生长扩散以及镀膜厚度的影响，建立了数学物理模型。（2）建立改造了超声辅助热浸镀铝实验设备，通过理论分析和实验研究揭示了热浸镀铝镀层的生成机理与镀层微观结构，分析了镀液中硅元素和稀土元素、浸镀温度、浸镀时间、工件的提升速度等工艺因素对镀层厚度和质量的影响机理和影响规律。建立了对热浸镀铝工艺效果预测和工艺参数优化的人工神经网络模型，利用正交实验法建立了热浸镀铝工艺数据库，并利用工艺数据库对人工神经网络模型进行了训练。（3）研究了微弧氧化陶瓷层形成机理。改造了微弧氧化设备，研究了维护氧化过程中的电流密度、脉冲频率、占空比等电参数，氧化时间，电解液成分等工艺因素对陶瓷层厚度、表面粗糙度、硬度、耐蚀性和表面形貌的影响机理和影响规律。建立了对微弧氧化进行工艺效果预测和工艺参数优化的人工神经网络模型，利用正交实验法建立了微弧氧化工艺数据库，并利用工艺数据库对人工神经网络模型进行了训练。

成果综合统计