维享百事

表面微弧氧化处理(又称等离子体电解氧化氧化)

表面微弧氧化处理(又称等离子体电解氧化氧化)

微弧氧化(Microarc oxidation, MAO)又称等离子体电解氧化氧化(Plas ** electrolytic oxidation, PEO)、氧化微等离子体(Microplas ** oxidation, MPO)或阳极火花沉积,是将铝、钛、镁等有色金属或其合金放入特殊电解质中,通过微等离子体放电直接在金属或合金表面生长陶瓷膜的新技术。它是一种基于阳极氧化的新方法。它是一种基于阳极氧化的新方法。 铝镁钛合金现已实现原位生长膜着色。
钛合金具有熔点高、耐腐蚀、比强度高等突出优点,在航空航天、海洋开发、人工植入物等领域具有广阔的应用前景。但也有自身的缺点,如耐磨性差、硬度低等缺点。因此,需要加强其表面,微弧氧化技术可以在钛合金表面生长致密的氧化物陶瓷膜,具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,广泛推广了钛合金的应用。
表面微弧氧化处理(又称等离子体电解氧化氧化)-图1
随着现代经济的发展,人们对铝材料的耐腐蚀性、高强度和高硬度提出了更高的要求。因此,人们经常使用阳极氧化、电镀和微弧氧化技术来满足铝合金的使用要求。
将有色金属及其合金放入电解质溶液中作为阳极通电。在外加电场的作用下,在材料表面形成氧化膜的过程称为阳极氧化。普通阳极氧化膜薄,主要用于防腐、装饰、涂层底层和耐磨。微弧氧化是在阳极氧化的基础上发展起来的一种新型表面处理技术,主要用于铝、镁、钛等轻金属及其合金,通过高压放电在铝表面产生硬陶瓷层。陶瓷层与基体结合牢固,结构致密,耐磨性好,耐腐蚀,耐高温冲击,电绝缘性能好,前景广阔。
微弧氧化突破了传统阳极氧化电流和电压法拉第区域的限制,将阳极电位从几十伏提高到几百伏。氧化电流也从小电流发展到大电流,从直流发展到交流,导致样品表面出现电晕、光线、微弧放电甚至火花放电。
一般认为微弧氧化过程经过四个阶段。
(1)阳极氧化阶段
将样品放入一定的电解质中。通电后,样品表面和阴极表面出现无数细小均匀的白色气泡,随着电压的升高,气泡逐渐变大变密,生成速度加快。这种现象在达到突破电压之前就已经存在了,这是阳极氧化阶段。
(2)火花放电阶段
当样品的电压达到突破电压时,样品表面开始出现无数小而低亮度的火花点。这些火花点密度低,没有爆炸性的声音。在这个阶段,陶瓷层开始在样品表面形成,但陶瓷层的生长率很小,硬度和密度很低,所以这个阶段的时间应该尽量减少。
(3)微弧氧化阶段
进入火花放电阶段后,随着电压的不断升高,火花逐渐变大变亮,密度增加。然后,放电弧斑开始出现在样品表面。弧斑较大,密度较高,随着电流密度的增加而变亮,并伴有强烈的爆炸声,进入微弧氧化阶段。
(4)熄弧阶段
在微弧氧化阶段末期,当电压达到最大值时,陶瓷层的生长将出现两种趋势。一是样品表面的弧线越来越疏,最终消失,表面只有少量的细火花,最终消失,爆炸停止。另一种是表面只有少量的细火花,最终会完全消失,其他一个或几个部位突然出现大弧斑。这些大弧斑明亮耀眼,能长时间保持不动,产生大量气体,爆鸣声增加。
表面微弧氧化处理(又称等离子体电解氧化氧化)-图2
微弧氧化技术的优点及存在问题
微弧氧化技术是在阳极氧化的基础上发展起来的,具有突出的工艺特点:(1)电解质弱碱性,不污染环境;(2)工艺简单,工件预处理只需要表面有污染,不需要去除表面自然氧化层,适合大规模自动化;(3)微弧氧化可以一次或几次,一旦阳极氧化中断,必须重新开始;(4)不需要真空或低温。(5)提高材料的表面硬度,显微硬度为1000至2000HV,最高可达3000HV。(5)提高材料的表面硬度,显微硬度为1000至2000HV,最高可达3000HV。(6)耐磨性好。(7)良好的耐热性和耐腐蚀性。(8)绝缘性能好,绝缘电阻可达100M?。
该技术操作简单,易于实现膜功能调节,工艺不复杂,不造成环境污染,是一种全新的绿色 环保型材料 表面处理技术在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。
微弧氧化技术仍存在工艺参数和配套设备研究等不足,需要进一步完善;与传统相比,氧化电压 铝阳极氧化 电压高得多,操作时应采取安全保护措施;而且电解质温度上升较快,需要配备大容量的制冷和换热设备。
表面微弧氧化处理(又称等离子体电解氧化氧化)-图3


分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇
发表列表
请登录后评论...
游客 游客
此处应有掌声~
评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~