李康，祝闻，易爱华，廖忠淼，李文芳，陈肯，叶韫，洪楚章，杨焱

（东莞理工学院材料科学与工程学院，广东 东莞 523808）

共晶成分的 Al–Si合金具有铸造成型性能好、热膨胀系数低等特点，被广泛用于制造仪器仪表壳、缸体、汽车轮毂、活塞等零部件[1-3]，但其表面的硬度、耐磨损、耐腐蚀等性能仍不够理想，在某些情况下需进行表面强化处理[4-5]。采用传统的阳极氧化技术时，由于 Si相在较低能量条件下难以被氧化，会阻碍 Al–Si合金表面形成连续均匀的氧化膜，导致成膜性能显著下降[6-7]。微弧氧化(MAO)技术通过在Al–Si合金表面产生电弧放电，依靠电弧形成的局部高温令基体表面的硅相与铝相一起发生熔融、氧化，继而沉积在合金表面，形成性能优异的烧结相陶瓷膜[8]。与常规技术相比，绿色环保的MAO工艺可以显著弱化Si相对Al–Si合金表面氧化膜生长及膜层性能的不良影响[9-10]。但目前在硅含量较高(硅质量分数不低于7%)的Al–Si合金表面形成MAO膜的效率较低，所得膜层大多孔隙率较大，耐磨、耐蚀等性能也明显不如硅含量较低(硅质量分数不高于1%)的Al–Si合金表面形成的MAO膜[9-11]。

本文采用恒流氧化模式对Al–12%Si合金进行MAO处理，对影响成膜的关键因素进行正交试验[12]，以期获得相对较优的成膜工艺。

1 实验

1.1 微弧氧化膜的制备

基材为ZL102二元共晶合金，其成分(以质量分数表示)为：Si 11.96%，Fe 0.11%，Ti 0.01%，Zn 0.01%，Cu ＜0.01%，其他＜0.01%，Al余量。试样尺寸为20 mm × 20 mm × 4 mm。预处理工艺流程为：打磨(依次采用400号、600号、800号和1000号水砂纸)→蒸馏水冲洗→酒精超声清洗(25 ～ 28 kHz)→蒸馏水洗→电吹风吹干。电解液由Na2SiO3、NaOH和C6H12N4(六次甲基四胺)组成。……