Investigation of the influence of technological conditions of microarc oxidation of magnesium alloys on their structural state and mechanical properties

Наведені дослідження структури і властивостей покриттів, отриманих при мікродуговій обробці на магнієвому сплаві. Обробка проводилася при анодно-катодному режимі в лужному електроліті з різними домішками. Показана можливість формування кристалічних оксидних покриттів різного фазового складу (MgO, MgAl₂O₄, Mg₂Sі₄, Mg₃(PO₄)₂) товщиною до 300 мкм, що мають високу адгезію з основою, гарні захисні властивості і високу твердість, яка досягає 6,6 ГПа

Effect of electrolysis regimes on the structure and properties of coatings on aluminum alloys formed by anode-cathode microarc oxidation

Наведено результати дослідження фазового складу і властивостей МДО-покриттів на алюмінієвих сплавах. Покриття були одержані в лужно-селікатному електроліті на змінному сінусоідальному струмі і в імпульсному режимі струму. Показано, що підвищена щільність мікророзрядів при імпульсної технології збільшує сумарну енергію, що виділяється в них. Це обумовлює підвищення швидкості зростання оксидного покриття і ймовірність утворення α-Al₂O₃ фази. Одержані при мікроплазмове оксидуванні в імпульсному струмовому режимі покриття мають високу твердість і електричну міцніст

Вплив режимів електролізу на структуру та властивості покриттів на алюмінієвих сплавах, сформованіх при анодно-катодному мікродуговому оксидуванні

The study provides research findings on the effect of current regimes in microplasma oxidation on the phase composition and the properties of oxide coatings on an aluminum alloy. To obtain oxide coatings, micro arc (microplasma) oxidation is carried out in an alkaline-silicate electrolyte with an alternating sinusoidal current and in a pulsed current mode. It has been shown that an increased density of microdischarges in the case of the pulse technology increases the total energy released in them. This produces an increase in the growth rate of the oxide coating and the probability of formation of the α-Al2O3 phase. A linear dependence of the thickness of the coating on the duration of the process time and, accordingly, on the amount of transmitted electricity has been established. It has been found that for a small thickness of the oxide layer, the high rate of heat transfer both to the metal and to the electrolyte promotes the formation of aluminum oxide in the form of the γ-Al2O3 phase. The energy concentration in a thick oxide layer causes the formation of a high-temperature modification of α-Al2O3. It has been shown that the mechanism for the formation of α-Al2O3 is determined by the action of two facts: the difference in the energies of the γ-Al2O3 and α-Al2O3 phases as well as the polymorphic high-temperature transformation of γ-Al2O3→α-Al2O3 in the high-temperature region of a micro arc discharge.The coatings obtained by microplasma oxidation in the pulsed current mode have high hardness (23 GPa) and electrical strength (20 V/μm)Приведены результаты исследования фазового состава и свойств МДО-покрытий на алюминиевых сплавах, полученных в щелочно-селикатном электролите на переменном синусоидальном токе и в импульсном токовом режиме. Показано, что увеличенная плотность микроразрядов в случае импульсной технологии повышает суммарную энергию, выделяемую в них. Это обуславливает повышение скорости роста оксидного покрытия и вероятность образования α-Al2O3 фазы. Полученные при микроплазменном оксидировании в импульсном токовом режиме покрытия имеют высокую твердость и электрическую прочностьНаведено результати дослідження фазового складу і властивостей МДО-покриттів на алюмінієвих сплавах. Покриття були одержані в лужно-селікатному електроліті на змінному сінусоідальному струмі і в імпульсному режимі струму. Показано, що підвищена щільність мікророзрядів при імпульсної технології збільшує сумарну енергію, що виділяється в них. Це обумовлює підвищення швидкості зростання оксидного покриття і ймовірність утворення α-Al2O3 фази. Одержані при мікроплазмове оксидуванні в імпульсному струмовому режимі покриття мають високу твердість і електричну міцніст

Вплив умов мікроплазмової обробки (мікродугове оксидування у анодно-катодному режимі) алюмінієвих сплавів на їх фазовий склад

Investigations have been performed on the effect of microplasma oxidation regimes in electrolytes with activating additives on the phase­structural state of coatings formed on the basis of aluminum. In microarc oxidation (MAO), the surface layer of the processed aluminum­based alloy was converted to a coating consisting of aluminum oxides with increased hardness. Such a modification of the surface layers makes it possible to use the properties of base materials and modified layers most rationally, sparing expensive and rare metals and alloys.The study has revealed the formation of intermediate phases (multistage) during the formation of coatings on aluminum alloys in the alkali­silicate electrolyte and the anode­cathode mode of microplasma oxidation. The main intermediate phases are γ­Al2O3 and 3Al2O3·2SiO2.The composition of the electrolyte has a significant effect on the initial stages of the process during which strong passivating layers are formed on the metallic surface. These layers determine the possibility of spark explosions of sufficient intensity and, thus, the implementation of the MAO process. The obtained results indicate that during the oxidation process, the γ­Al2O3 phase is alloyed with the base components and the electrolyte components to form solid substitutional solutions. The change in the lattice period in this case will be determined, on the one hand, by the difference in the ionic radii of atoms in the lattice and, on the other hand, by the difference in valence.The paper discloses the influence of the crystal­chemical characteristics of the cations of the processed alloy and the cations that make up the electrolyte on the γ­Al2O3→α­Al2O3. The absence of the hardest phase of α­Al2O3 (corundum) in the coating is explained by the low power of microdischarges, at which the temperature of the polymorphic γ→α transformation is not ensured. Pilot­industrial tests were performed on friction pair parts, and recommendations have been given on the change in the composition of the electrolyte and the parameters of electrolysis that ensure an increase in the content of the α­Al2O3 phase in the coating composition.Приведены исследования по влиянию режимов микроплазменного оксидирования в электролитах с активизирующими добавками на фазово-структурное состояние формируемых на основе алюминия покрытий. Обнаружена многостадийность фазообразования в процессе формирования покрытий на алюминиевых сплавах в щелочно-силикатном электролите и анодно-катодном режиме микроплазменного оксидирования. Показано влияние кристаллохимических характеристик катионов обрабатываемого сплава и катионов, входящих в состав электролита на процесс превращения γ-Al2O3 →α-Al2O3Наведено дослідження щодо впливу режимів мікроплазмового оксидування в активованих додатками електролітах на фазово-структурний стан покриттів що формуються на основі алюмінію. Виявлено багатостадийность фазоутворення в процесі формування покриттів на алюмінієвих сплавах в лужно-силикатном електроліті і анодно-катодному режимі мікроплазмового оксидування. Показано вплив кристаллохімічних характеристик катіонів оброблюваного сплаву і катіонів, що входять до складу електроліту на процес перетворення γ-Al2O3→α-Al2O