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    铝合金微弧氧化工艺技术特点及应用

       日期:2022-11-04     浏览:210    评论:0    

    铝合金微弧氧化技术是近十多年来国际上盛行的高新科技技术,是原材料表面改性材料的一种关键方式。微弧氧化技术就是指在一般阳极氧化的根基上,运用光电催化方式,根据等离子技术微孤的高温功效,激话在正极上出现的反映,进而使铝(镁、钛等)铝合金表面产生相和构造的转变,改进铝合金的耐磨损、耐腐蚀性能和电特点、抗高溫冲击性特点。

    技术突显特性

    1.大幅地增强了原材料的表面强度,显微镜强度在HV 800~2000,最大可以达到HV 3000,可与硬质合金刀具相提并论,大大的超出热处理工艺后的中碳钢、铁素体不锈钢和高速工具钢的强度。

    2.优良的抗磨损特性。

    3.优良的耐温性及抗腐蚀。这从源头上解决了铝、镁、铝合金原材料在使用中的缺陷,因而该技术有广泛的应用前景。

    4.有优良的阻燃性能,接地电阻可以达到100MΩ。

    5.基材原点生长发育空气氧化膜,空气氧化膜与基材属冶金工业融合,融合坚固,空气氧化膜高密度匀称。

    6.水溶液为节能型,加工工艺流程中无其他环境污染,属节能型表面解决技术。

    7.加工工艺平稳靠谱,机器设备简易,反映在常温状态下开展,实际操作便捷,便于把握。

    铝合金微弧氧化工件成品效果图

    铝合金微弧氧化工件成品效果图

    技术主要用途及工业应用

    铝合金微弧氧化技术广泛运用于航空航天、航空公司、机械设备、交通出行、石油化工设备、纺织品、包装印刷、电子器件、轻工业、诊疗等领域。微弧氧化技术的应用推广已获得基本成效。该成效在航空航天、车辆、机械设备、电子器件、纺织品、轻工业、医疗设备等领域中激发了一股应用微弧氧化技术的风潮。

    微弧氧化技术被普遍使用于铝、钛和镁等金属材料领域,它制作的膜层特性独特,膜层与常规金属材料归属于冶金工业融合,融合坚固,在制取镀层层面有着显著优点。根据微弧氧化技术所获取的镀层,强度高过根据电镀工艺得到的涂层,且气孔率低、耐腐蚀性和耐磨性能好,膜层匀称。与此同时,微弧氧化技术加工工艺简易,对空气污染小,具有非常大的优势,是一种很有发展前景的表面工艺处理。


    微弧氧化(Microarc oxidation, MAO)又称等离子体电解氧化(Plas ** electrolytic oxidation, PEO)、微等离子体氧化(Microplas ** oxidation, MPO)或阳极火花沉积,是一种将铝、钛、镁等有色金属或其合金置于特殊的电解液中,通过微等离子体放电,直接在金属或合金表面原位生长陶瓷膜的新技术。它是在阳极氧化的基础上建立起来的一种新方法。 铝镁钛合金,现已均能实现原位生长膜层着色。

    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、人工植入体等领域具有广泛的应用前景。但也有自身的不足,如耐磨性差、硬度低等缺点。因此,需要对其表面进行强化处理,微弧氧化技术可在钛合金表面原位生长出致密的氧化物陶瓷膜层,其抗磨损性、耐腐蚀性优异,使钛合金的应用得到了广泛推广。

    微弧氧化技术是目前市场上技术含量较高的氧化技术。铝合金微弧氧化又称铝合金陶瓷层氧化技术。在较高的电压和较大的电流条件下,将铝合金工件置于弱碱性电解质溶液中。首先,在铝表面产生一层薄的氧化物绝缘层。随着阳极氧化电压的不断增加,当电压超过一定的临界值时,绝缘层会突破放电产生的微电弧区域,在放电处产生数千开尔文高温,导致氧化膜层和基质金属熔化甚至气化。金属元素和氧元素在放电通道中强烈扩散,形成新的化合物,接触电解质溶液后,这些新形成的熔融物会变冷,形成陶瓷膜层。

    铝合金微弧氧化工艺在形成微弧氧化铝陶瓷层的过程中,理论上属于不消耗电解质和电极材料的工艺方法。因此,非消耗性不锈钢可锈钢作为阴极,避免重金属离子从阴极溶解,污染环境,因此铝合金微弧氧化也被称为清洁阳极氧化工艺。通过微弧阳极氧化获得的膜具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,而通过常规阳极氧化获得的氧化膜在硬度、耐磨性和耐腐蚀性方面无法与之相比。该技术主要应用于航空、航天、兵工等高科技领域。随着该技术的不断成熟和推广,近十年来在机械、电子、装饰等民用领域得到了广泛的应用。与普通阳极氧化相比,微弧氧化技术获得的膜层在性能上有很大的优势,但也有明显的缺点,能耗高,成膜效率低。国内相关领域的研究人员在电解质溶液中添加物质(如在硅酸盐电解质溶液中添加钨酸钠)EDTA、柠檬酸盐、甘油等。)以及优化电源波形和频率的选择,可以提高微弧氧化的成膜效率,降低能耗,但该技术在中小企业的推广和应用还有一定的距离。


    用于铝合金微弧阳极氧化的电解质主要有三种方案,一种是以硅酸钠和氢氧化钠为主的电解质,成分简单,环境污染轻,但使用寿命短,能耗高。二是以磷酸盐为主的电解质,主要成分为各种磷酸盐、硼酸盐等。这种电解质获得的膜密度、均匀性和硬度显著提高,但溶液浓度高,环境污染严重,很少使用。三是以铝酸钠为主的电解液,主要成分有铝酸钠和氢氧化钠,这类溶液成分简单,对环境污染轻,应用较为广泛,但缺点是溶液中铝酸盐水解产物易发生聚合反应而使溶液成分发生变化,降低电解液的稳定性。


     
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