铝合金微弧氧化工艺

铝合金微弧氧化工艺
1,什么是微弧氧化
微弧氧化也叫陶瓷氧化、等离子氧化，是以铝、镁、钛金属及其合金置于 电解质水溶液中，施以高电压，利用电物理和电化学等复合工艺方法， 使材料表面产生火花放电微小斑点，在高压、高温、电场等因素的作用下， 金属表面形成优质陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
2，微弧氧化的工作原理 微弧氧化又称等离子微弧氧化，国外常称之为等离子体电解氧化 （简称MAO）。微弧氧化过程包括电化学反应和等离子体化学反应， 在外加电压未达到临界击穿电压之前，在阳极金属上发生的普通电化 学反应，生成一层很薄的非晶态氧化膜。当外加电压达到临界击穿电 压后，膜层上最薄弱的部位首先被击穿，随着电压继续增加，氧化膜 表面出现微弧放电现象，形成等离子体。微弧瞬间温度极高，不仅使 微弧区的基体合金发生熔融，也使周围的液体气化，并产生极高的电 压。在高温高压作用下，基本表面原有的氧化膜发生晶态转变，同时 电解液中的氧离子和其他离子也通过放电通道进入到微弧区，和熔融 的基体发生等离子化学反应。反应产物沉积在放电通道的内壁上，随 着微弧继续在试样表面其薄弱部位放电，均匀的氧化膜逐渐形成。虽 然局部瞬间温度很高，但由于表面受电解液的激冷作用，温度不会超 过100℃，从而使熔融态的氧化物在激冷作用下沉积在基体表面，堆 叠成陶瓷层
4，微弧氧化的特点 1)、微弧氧化后具有较高的硬度和抗磨性，可应用在航天航空的气缸和阀体、 纺织机械的导纱轮等。 2)、微弧氧化后表面形成细小微孔，能很好地吸附面漆，可大大提高机体与 涂层的结合力。用于铝、镁合金的汽车发动机罩盖、箱体等。 3)、微弧氧化形成的陶瓷膜能耐酸、耐碱、海水、盐雾等的腐蚀，可用作化 工，船舶、潜水艇等设备的防腐层。 4)、微弧氧化的陶瓷表面其绝缘强度可达到几百兆欧以上，耐高压达3000V。 5)、微弧氧化陶瓷层表面短时间内可耐受高达3000℃高温，提高铝、镁、钛 合金部件的表面工作温度，但持续耐高温受合金基体耐温影响
5，微弧氧化膜ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工艺流程
微弧氧化工艺一般流程为：
表面清洗——微弧氧化——清水冲洗——填充（此步骤主要用于制备耐蚀性膜） ——烘干或自然干燥。研究表明，碱清洗有利于提高微弧氧化层的抗腐蚀能力
6，微弧氧化陶瓷膜的控制参数 1). 2). 3). 4). 5). 6). 7). 8). 电源模式 直流VS交流，恒流OR恒压 电流密度 电压------正常500V 左右 脉冲频率和占空比 电解液体系 电解液的浓度 电解液的温度 添加剂
3，微弧氧化膜的构成 微弧氧化形成的陶瓷膜由疏松层(主要含r-Al203)和致密层(主要含a—Al203) 组成。从铝合金表面指向基体方向，由于熔融态氧化铝的冷却速率逐渐减小， 使得r相氧化铝(r一Al203)的含量逐渐减少，a相氧化铝(a—Al203)的含量逐渐 增多。疏松层晶粒粗大，膜层表面形貌不均匀，有许多微孔，力学性能较差： 致密层是微弧氧化陶瓷层的主体，结构致密，与基体的结合也十分紧密，显微 硬度超过2 000 MPA，耐磨、耐蚀和绝缘性能优良。疏松层和致密层犬牙交 错，没有明显的分界。