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揭秘:为何微弧氧化工艺会比阳极氧化膜的性能好

时间:2022-06-11   访问量:1009

微弧氧化技术是在普通阳极氧化的基础上,利用微弧氧化设备弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应,从而在金属材料表面原位形成优质陶瓷膜的方法,是铝、镁、钛等轻金属表面强化处理领域的研究热点之一。微弧氧化技术工艺过程容易控制,操作简单,处理效率高,对环境无污染,形成的陶瓷膜具有优异的耐磨和耐腐蚀性能,以及较高的显微硬度和绝缘电阻。铝合金微弧氧化技术大幅增强了材料的表面性能,特别适合于在高速和高接触应力环境下作为摩擦副部件的使用,在航天、航空、汽车、机械等行业中具有广阔的应用前景。

微弧氧化设备2.jpg

微弧氧化过程中,具有电晕、火花、微弧、弧等多种放电形式。外加电压大于约100V时,电压从普通阳极氧化法拉第区进进高压放电区,氧化膜开始被击穿。当电压大于700~800V时,进进弧放电区,样品表面出现较大的弧点,并伴随着尖锐的爆叫声,它们会在膜表面形成一些小坑,破坏膜的性能,因此,工作电压要控制在微弧放电区以下,使之不进进弧放电区。

人们一直希望能把金属和陶瓷的优点结合起来,进步金属表面耐磨损、耐腐蚀性能。电镀、陶瓷喷涂等技术都是把外来陶瓷物料涂覆在金属表面,但陶瓷膜的致密性和结协力仍较差。阳极氧化设备生成阳极氧化膜同基体结合良好,但不具备陶瓷膜的高耐磨损及耐腐蚀性能。微弧氧化直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷膜,从外部引进陶瓷物料,同其它陶瓷膜制备技术的出发点完全不同。使微弧氧化膜既有陶瓷膜的高性能,又保持了阳极氧化膜与基体的结合力,在理论和应用上都突破了其它技术的束缚。

铝合金微弧氧化膜具有致密层和疏松层两层结构,氧化膜与基体之间界面上无太大的孔洞,界面结合良好,研究显示致密层中α-Al2O3、γ-Al2O3相大约各占一半。微弧区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化物陶瓷相结构,这是微弧氧化膜性能高于阳极氧化膜的根本原因。

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