微弧氧化工藝及設(shè)備

1、微弧氧化工藝及設(shè)備微弧氧化(Microarc oxidation，MAO)又稱微等離子體氧化(Microplasma oxidation, MPO)，是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用，生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。在微弧氧化過程中，化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化、等離子體氧化同時存在,因此陶瓷層的形成過程非常復(fù)雜,至今還沒有一個合理的模型能全面描述陶瓷層的形成。微弧氧化工藝將工作區(qū)域由普通陽極氧化的法拉第區(qū)域引入到高壓放電區(qū)域，克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，韌性高，具有良好的耐

2、磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而且工藝不復(fù)雜，不造成環(huán)境污染，是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)，在航空航天、機(jī)械、電子、裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。微弧氧化或微等離子體表面陶瓷化技術(shù),是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上，利用弧光放電增強(qiáng)并激活在陽極上發(fā)生的反應(yīng)，從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜的方法，是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜，達(dá)到工件表面強(qiáng)化的目的。微弧氧化技術(shù)的突出特點(diǎn)是：（1

3、）大幅度地提高了材料的表面硬度，顯微硬度在1000至2000HV，最高可達(dá)3000HV，可與硬質(zhì)合金相媲美，大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度；（2）良好的耐磨損性能；（3）良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應(yīng)用中的缺點(diǎn)，因此該技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景；（4）有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達(dá)100M。（5）溶液為環(huán)保型，符合環(huán)保排放要求。（6）工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備簡單.(7)反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，操作方便，易于掌握。（8）基體原位生長陶瓷膜，結(jié)合牢固,陶瓷膜致密均勻。所需設(shè)備1、輸入電源：采用三項(xiàng)380V電壓。2、微弧氧化電源因電壓要求較高(一般在510700V

4、之間)，需專門定制。通常配備硅變壓器。電源輸出電壓：0750V可調(diào)電源輸出最大電流：5A、10A、30A、50A、100A等可選。3、微弧氧化槽及配套設(shè)施槽體可選用PP、PVC等材質(zhì)，外套不銹鋼加固。可外加冷卻設(shè)施或配冷卻內(nèi)膽。4、掛具及陰極材料掛具可選用鋁或鋁合金材質(zhì)，陰極材料選用不溶性金屬材料，推薦不銹鋼。微弧氧化專用電源、槽組部分、循環(huán)冷卻部分、攪拌部分、導(dǎo)軌行車部分等。 規(guī)格：120A 150A 200A 240A 280A 350A 500A） 1、帶液晶顯示屏/觸摸屏，自動控制，任意設(shè)定加工電流、電壓、頻率、占空比、時間、波形組合以及有關(guān)工藝參數(shù)。 2、具有在線可編程功能，有工藝參

5、數(shù)存儲和調(diào)用功能，單、雙極性輸出方式可任意設(shè)置。（工藝過程采用DSP自動控制） 3、加工時間可在0-999分鐘之間選擇，精確到秒。 4、具有恒流、恒壓輸出方式；可恒流、恒壓在線無擾動自動轉(zhuǎn)換。 5、正、負(fù)向脈沖個數(shù)可以單獨(dú)組合設(shè)定，正、負(fù)向脈沖個數(shù)設(shè)定范圍1-100，0-20。 6、正向直流輸出最高為：電流/電壓500A/750V；負(fù)向直流輸出最高為: 電流/電壓500A/300V；電流和電壓在設(shè)計范圍內(nèi)可連續(xù)任意設(shè)定。 7、正、負(fù)向脈沖寬度單獨(dú)可調(diào)，占空比在1095之間調(diào)節(jié)。 8、脈沖頻率范圍可在100-2000Hz之間設(shè)置。 9、電源內(nèi)部的電器元件采用循環(huán)水冷卻和風(fēng)冷方式，安全可靠。 10

6、、具有短路、過流、過壓、過熱、缺相、缺水等保護(hù)措施。 微弧氧化槽液：微弧氧化主要針對鋁、鎂、鈦、鋯、鈮、鉈等閥金屬（閥金屬是指在電解液中起到電解閥門作用的金屬）。鋁鈦可選用同一種液體。1.氧化液密度：不同液體有不同比重，大體比重在1.01.1不等。2.氧化液工作電壓：400V750V。3.電流密度：液體不同，工件電流密度不同。大體約：每平方分米0.010.1安培。但也有大電流情況出現(xiàn)，且超過每平方分米8安培。4.微弧氧化時間：1060分鐘，時間越長，膜層越致密，但粗糙度也增加。5.液體酸堿度：堿性，PH通常為8136.微弧氧化工藝流程：去油 - 水洗 - 微弧氧化 - 純水洗 - 封閉影響因素

7、1.工件材質(zhì)及表面狀態(tài)（1）微弧氧化對鋁材要求不高，不管是含銅或是含硅的難以陽極氧化鋁合金，只要閥金屬比例占到40%以上，均可用于微弧氧化，且能得到理想膜層。（2）表面狀態(tài)一般不需要經(jīng)過拋光處理，對于粗糙的表面，經(jīng)過微弧氧化，可修復(fù)的平整光滑；對于粗糙度低（即光滑）的表面，則會增加粗糙度。2.液體成分對氧化造成的影響電解液成分是得到合格膜層的關(guān)鍵因素。微弧氧化液一般選用含有一定金屬或非金屬氧化物堿性鹽溶液，如硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等。在相同的微弧電解電壓下，電解質(zhì)濃度越大，成膜速度就越快，溶液溫度上升越慢，反之，成膜速度較慢，溶液溫度上升較快。3.溫度對微弧氧化的影響微弧氧化與陽極氧化不同，所需溫度范圍較寬。一般為1090度。溫度越高，成膜越快，但粗糙度也增加。且溫度高，會形成水氣。一般建議在2060度。由于微弧氧化以熱能形式釋放，所以液體溫度上升較快，微弧氧化過程須配備容量較大的熱交換制冷系統(tǒng)以控制槽液溫度。4.時間對微弧氧化的影響微弧氧化時間一般控制在1060min。