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    鋁合金微弧氧化工藝技術特點及應用

       日期:2022-11-04     瀏覽:103    評論:0    

    鋁合金微弧氧化技術是近十多年來國際上盛行的高新科技技術,是原材料表面改性材料的一種關鍵方式。微弧氧化技術就是指在一般陽極氧化的根基上,運用光電催化方式,根據等離子技術微孤的高溫功效,激話在正極上出現的反映,進而使鋁(鎂、鈦等)鋁合金表面產生相和構造的轉變,改進鋁合金的耐磨損、耐腐蝕性能和電特點、抗高溫沖擊性特點。

    技術突顯特性

    1.大幅地增強了原材料的表面強度,顯微鏡強度在HV 800~2000,最大可以達到HV 3000,可與硬質合金刀具相提并論,大大的超出熱處理工藝后的中碳鋼、鐵素體不銹鋼和高速工具鋼的強度。

    2.優良的抗磨損特性。

    3.優良的耐溫性及抗腐蝕。這從源頭上解決了鋁、鎂、鋁合金原材料在使用中的缺陷,因而該技術有廣泛的應用前景。

    4.有優良的阻燃性能,接地電阻可以達到100MΩ。

    5.基材原點生長發育空氣氧化膜,空氣氧化膜與基材屬冶金工業融合,融合堅固,空氣氧化膜高密度勻稱。

    6.水溶液為節能型,加工工藝流程中無其他環境污染,屬節能型表面解決技術。

    7.加工工藝平穩靠譜,機器設備簡易,反映在常溫狀態下開展,實際操作便捷,便于把握。

    鋁合金微弧氧化工件成品效果圖

    鋁合金微弧氧化工件成品效果圖

    技術主要用途及工業應用

    鋁合金微弧氧化技術廣泛運用于航空航天、航空公司、機械設備、交通出行、石油化工設備、紡織品、包裝印刷、電子器件、輕工業、診療等領域。微弧氧化技術的應用推廣已獲得基本成效。該成效在航空航天、車輛、機械設備、電子器件、紡織品、輕工業、醫療設備等領域中激發了一股應用微弧氧化技術的風潮。

    微弧氧化技術被普遍使用于鋁、鈦和鎂等金屬材料領域,它制作的膜層特性獨特,膜層與常規金屬材料歸屬于冶金工業融合,融合堅固,在制取鍍層層面有著顯著優點。根據微弧氧化技術所獲取的鍍層,強度高過根據電鍍工藝得到的涂層,且氣孔率低、耐腐蝕性和耐磨性能好,膜層勻稱。與此同時,微弧氧化技術加工工藝簡易,對空氣污染小,具有非常大的優勢,是一種很有發展前景的表面工藝處理。


    微弧氧化(Microarc oxidation, MAO)又稱等離子體電解氧化(Plas ** electrolytic oxidation, PEO)、微等離子體氧化(Microplas ** oxidation, MPO)或陽極火花沉積,是一種將鋁、鈦、鎂等有色金屬或其合金置于特殊的電解液中,通過微等離子體放電,直接在金屬或合金表面原位生長陶瓷膜的新技術。它是在陽極氧化的基礎上建立起來的一種新方法。 鋁鎂鈦合金,現已均能實現原位生長膜層著色。

    鈦合金具有熔點高、耐腐蝕、比強度高等突出優點,在航空航天、海洋開發、人工植入體等領域具有廣泛的應用前景。但也有自身的不足,如耐磨性差、硬度低等缺點。因此,需要對其表面進行強化處理,微弧氧化技術可在鈦合金表面原位生長出致密的氧化物陶瓷膜層,其抗磨損性、耐腐蝕性優異,使鈦合金的應用得到了廣泛推廣。

    微弧氧化技術是目前市場上技術含量較高的氧化技術。鋁合金微弧氧化又稱鋁合金陶瓷層氧化技術。在較高的電壓和較大的電流條件下,將鋁合金工件置于弱堿性電解質溶液中。首先,在鋁表面產生一層薄的氧化物絕緣層。隨著陽極氧化電壓的不斷增加,當電壓超過一定的臨界值時,絕緣層會突破放電產生的微電弧區域,在放電處產生數千開爾文高溫,導致氧化膜層和基質金屬熔化甚至氣化。金屬元素和氧元素在放電通道中強烈擴散,形成新的化合物,接觸電解質溶液后,這些新形成的熔融物會變冷,形成陶瓷膜層。

    鋁合金微弧氧化工藝在形成微弧氧化鋁陶瓷層的過程中,理論上屬于不消耗電解質和電極材料的工藝方法。因此,非消耗性不銹鋼可銹鋼作為陰極,避免重金屬離子從陰極溶解,污染環境,因此鋁合金微弧氧化也被稱為清潔陽極氧化工藝。通過微弧陽極氧化獲得的膜具有較高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性,而通過常規陽極氧化獲得的氧化膜在硬度、耐磨性和耐腐蝕性方面無法與之相比。該技術主要應用于航空、航天、兵工等高科技領域。隨著該技術的不斷成熟和推廣,近十年來在機械、電子、裝飾等民用領域得到了廣泛的應用。與普通陽極氧化相比,微弧氧化技術獲得的膜層在性能上有很大的優勢,但也有明顯的缺點,能耗高,成膜效率低。國內相關領域的研究人員在電解質溶液中添加物質(如在硅酸鹽電解質溶液中添加鎢酸鈉)EDTA、檸檬酸鹽、甘油等。)以及優化電源波形和頻率的選擇,可以提高微弧氧化的成膜效率,降低能耗,但該技術在中小企業的推廣和應用還有一定的距離。


    用于鋁合金微弧陽極氧化的電解質主要有三種方案,一種是以硅酸鈉和氫氧化鈉為主的電解質,成分簡單,環境污染輕,但使用壽命短,能耗高。二是以磷酸鹽為主的電解質,主要成分為各種磷酸鹽、硼酸鹽等。這種電解質獲得的膜密度、均勻性和硬度顯著提高,但溶液濃度高,環境污染嚴重,很少使用。三是以鋁酸鈉為主的電解液,主要成分有鋁酸鈉和氫氧化鈉,這類溶液成分簡單,對環境污染輕,應用較為廣泛,但缺點是溶液中鋁酸鹽水解產物易發生聚合反應而使溶液成分發生變化,降低電解液的穩定性。


     
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