Properties of Alumina Coating Formed by Microarc Oxidation Technique on 6061 Aluminum Alloy
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Aytekin Polat
, Metin Usta , Murat Makaraci , Ali Ata and Zakir Tas
Abstract
In this study, thick and hard alumina coatings were produced on 6061-T6 Al alloy substrates for different oxidation times and current densities by using of microarc oxidation (MAO) technique in an alkali-silicate electrolytic solution. The influence of oxidation time and current density on the kinetics, phase composition, hardness, surface roughness and structure of the coating were investigated. It is found that the kinetics of coating mainly depends on applied current density and oxidation time. The XRD results revealed that the coatings are composed of mainly α-Al2O3, γ-Al2O3 and mullite phase. The relative ratio of harder and denser α-Al2O3 phase increases with increasing current density and oxidation time. For the same coating time, the position of maximum hardness of coatings moves away from the substrate-coating interface to the coating surface with increasing current density. The surface roughness of coating is a function of coating thickness and increases with increasing deposition time and current density. The surface micro hardness of Al 6061-T6 alloy substrate was increased up to 2200 HV hardness after the coating.
Kurzfassung
Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Aluminiumbeschichtungen großer Dicke und Härte auf einer 6061-T6- Aluminiumlegierung bei verschiedenen Oxidationszeiten sowie Stromdichten mit Hilfe der Microarc-Oxidation (MAO) in einer Alkali-Silikat-Elektrolytlösung hergestellt. Es wurde der Einfluss von Oxidationsdauer und Stromdichte auf Kinetik, Phasenzusammensetzung, Härte, Oberflächenrauheit und Gefüge der Beschichtung untersucht. Die Ergebnisse erbrachten, dass die Kinetik der Beschichtung in starkem Maße von Stromdichte und Oxidationsdauer abhängt. Die Ergebnisse der Röntgendiffraktometrie erbrachten, dass die Beschichtungen hauptsächlich aus α-Al2O3, γ-Al2O3 und einer Mullit-Phase bestehen. Der relative Anteil der härteren und dichteren α-Al2O3 -Phase erhöht sich mit zunehmender Stromdichte und Oxidationsdauer. Bei gleicher Beschichtungszeit verschiebt sich die Position der maximalen Härte der Beschichtungen mit steigender Stromdichte von der Trennfläche der Trägermaterialbeschichtung zur Beschichtungsfläche. Die Oberflächenrauheit der Beschichtung ist eine Funktion der Beschichtungsdicke und steigt mit zunehmender Ablagerungszeit und Stromdichte. Die Oberflächenmikrohärte des Legierungs-Trägermateriales Al 6061-T6 stieg auf 2200 HV Härte nach der Beschichtung.
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