Page 48 - 《摩擦学学报》2020年第4期

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and self-corrosion potential polarization, the wear mechanism of 6 082 aluminum alloy was mainly delamination wear
and mild abrasive wear, while under anodic potential polarization, that was mainly abrasive wear and corrosive wear.
Key words: 6082 aluminum alloy; fretting corrosion; applied potential; wear mechanism; Interaction

铝合金由于其优异的耐蚀性、高强度及轻量化， 在不同厚度的DLC膜层保护下的腐蚀和腐蚀磨损性
在航空航天、车辆及船舶制造、能源工程及电力传输 能，他发现5088Al-Mg合金在不同电位极化下，腐蚀磨

等方面得到了广泛应用 [1-2] . 铝合金部件在服役的过程 损损失随着含氮 DLC膜的厚度增加而减少，也就是说
中常暴露于雨水、海水等腐蚀环境中，在近似于紧固 含氮 DLC膜能够提升该合金耐腐蚀磨损性能. 他认为
接触的部位极易发生微动腐蚀现象，长期积累导致零 这主要是由于含氮 DLC膜能够减少甚至抑制合金基
部件失效. 微动腐蚀是指在腐蚀性介质中的机械构件 底的腐蚀，降低了腐蚀对磨损的加速效果，从而达到
紧固配合界面发生的微动损伤，通常存在电化学腐蚀 了一定的保护效果. 尽管有了以上诸多学者的努力，
与机械磨损的交互作用，材料微动腐蚀机理比腐蚀或 但是想要全面深刻揭示铝合金微动腐蚀机理仍需进
[3]
者磨损单独作用时要复杂许多 . 行大量细致的研究工作.
国内外文献主要集中在铝合金在海水、雨水等介 本文中选用6082铝合金，在质量分数为3.5%的
质中的耐蚀性及腐蚀机理研究 [4-8] ，以及摩擦磨损、微 NaCl溶液中进行微动腐蚀试验，研究外加电位对微动
动磨损和微动疲劳的研究 [9-17] . 对于铝合金在磨损与 磨损及腐蚀的影响，为进一步揭示6082铝合金微动腐
[18]
腐蚀共同作用下的研究文献相对较少. 宋晓萍等 通 蚀机理积累数据.
过阴极保护和阳极加速方法研究了经固溶处理后7 055
1 试验部分
铝合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀磨损行为，他们发
现固溶处理能有效提升7 055铝合金的耐腐蚀和耐腐 1.1 试验材料和介质
蚀磨损性能，材料的损失量随电位的正移而增加，磨 试验材料为6082铝合金(主要化学成分质量百分
损机制也由低电位下的磨粒磨损转变为高电位下的 数为: Si 0.7-1.3，Fe 0.50，Cu 0.10，Mn 0.4-1.0，Mg 0.6-
[19]
腐蚀磨损、黏着磨损. Ding等 研究了2024Al在人工 1.2，Cr 0.25，Zn 0.20，Ti 0.10，Al余量)，将材料切割为
海水、雨水下的腐蚀磨损机理，与纯水介质相比，摩擦 10 mm×10 mm×3 mm的板材，背面焊接约为10 cm的
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系数呈现海水<雨水<纯水，而材料损失量却与之相 铜导线后，使用环氧树脂封装，仅保留1 cm 研究表
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反，显示海水>雨水>纯水，这主要是由于三种介质的 面，将该表面依次经过600 、1 000 、1 500 、2 000 、3 000 #
腐蚀性海水>雨水>纯水，在海水和雨水中，铝合金腐 砂纸打磨后，再使用1 μm和0.5 μm金刚石抛光膏进行
蚀更为严重，腐蚀导致了磨损的加剧. Panagopoulos 抛光处理，抛光完成后在无水乙醇中超声清洗120 s，
等 [20] 采用销盘装置研究了6 082铝合金(Al-Si-Mg合 烘干后存干燥箱备用. 摩擦副选用电绝缘性好、硬度
金)在0.01 M NaCl溶液中的腐蚀磨损(在自由腐蚀状 高的Si N 陶瓷球. 试验材料和对偶件材料的详细参数
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态下，施加5 N载荷，销盘转速为0.3 m/s，持续时间为 列于表1中 试验介质采用质量分数为3.5%NaCl溶液
55.5 min). 其试验结果表明，6 082铝合金在此种工况 (简易海水环境).
下的失效形式主要是塑性变形、磨损及开裂. Vieira 1.2 试验过程
[21]
等 对比研究了一种非商用Al-Si-Cu-Mg合金(97.71% 1.2.1 微动腐蚀试验设备
Al，0.45% Mg，0.73% Si，0.73% Mn，0.38% Fe)在0.05 M 微动腐蚀试验在自主研发的(MFC-01)微动磨损
NaCl和0.1 M NaNO 溶液中的腐蚀磨损行为，考察了 试验机(见图1)上进行：样品封装在环氧树脂中，仅保
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磨损对开路电位、腐蚀电流的影响，发现磨损区域和 留1 cm 研究表面，通过V型块进行固定；氮化硅球通
未磨损区域形成了电偶. Lee 研究了5088Al-Mg合金 过球夹具固定，两者组成的整体通过螺钉与驱动连杆
[22]

表 1 样品及对摩副主要参数
Table 1 Properties of material used for specimen and ball

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Specimen Material 尺寸(mm) Density/(g/cm ) Hardness(HV) Surface roughness/μm
Sample Aluminum 10*10*3 2.71 16 ca. 0.5
Ball Si 3 N 4 R=12 3.25 1 300~1 600 0.014~0.020