Обоснование и оценка возможности использования технологии микродугового оксидирования для создания покрытия на высококремнистыхсплавах с Si более 25%.

Проведены экспериментально-теоретические исследования возможности упрочнения методом плазменно-электролитического (микродугового) (ПЭО/МДО) оксидирования заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава с содержанием кремния 25 - 26 масс.%.Объект исследования - процесс формирования оксидного слоя на высококремнистом алюминиевом сплаве. Изучены толщина, структура и химический состав оксидных слоев на заэвтектическом силумине, формируемых методом ПЭО. Цель исследования - установить возможность применения технологии микродугового оксидирования (МДО) для формирования оксидных слоев на поверхности деталей из алюминиевого сплава с содержанием кремния 25 - 26 масс. %. В результате исследований установлено, что при содержании кремния25 - 26 масс. % оксидный слой имеет выраженную сегментированную структуру и прерывистую границу раздела «алюминиево-кремниевый сплав - оксидный слой». При металлографическом анализе границ раздела «МДО - слой - основа» подтверждено явление торможения частицами кремния роста оксидного слоя при микродуговом оксидировании, заключающееся в том, что крупные частицы кремния подложки препятствуют росту оксидного слоя, вызывая формирование волнообразной границы между МДО-слоем и основой, а также разнотолщинность оксидного слоя. Установлено неравномерное окисление крупных частиц кремния в составе оксидных слоев, получаемых методом МДО: наибольшему окислению подвергаются частицы кремния вблизи внешней поверхности оксидного слоя, наименьшему - вблизи границы раздела «оксидный слой - оксидируемый материал». Наблюдаются оплавление окисленных частиц кремния вблизи внешней поверхности оксидного слоя и сохранение огранки первичных кристаллов кремния в оксидном слое вблизи границы раздела с оксидируемым материалом. Выявленные закономерности воздействия структуры алюминиево-кремниевых сплавов на их оксидируемость позволяют оптимизировать свойства поверхностного слоя, получаемого методом МДО, путем создания заданной структуры оксидируемого сплава с использованием различных объемных и/или поверхностных обработок. Установлена принципиальная возможность получения методом микродугового оксидирования слоя с управляемым распределением высококремнистой фазы, включения которой разделены различными фазами оксида алюминия, повторяя распределение первичного кремния в алюминиевой a-фазе заэвтектических силуминов. Эти результаты могут быть использованы для разработки нового класса получаемых методом МДО износостойких слоев с крупными включениями высококремнистой фазы.