微弧氧化技术知识
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微弧氧化编辑微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)又称微等离子体氧化(Microplasma oxidation, MPO),是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。
在微弧氧化过程中,化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在,因此陶瓷层的形成过程非常复杂,至今还没有一个合理的模型能全面描述陶瓷层的形成。
微弧氧化工艺将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域,克服了硬质阳极氧化的缺陷,极大地提高了膜层的综合性能。
微弧氧化膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。
该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点,而且工艺不复杂,不造成环境污染,是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术,在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。
微弧氧化技术的原理及特点:微弧氧化或微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上,利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应,从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法,是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压,使工件表面的金属与电解质溶液相互作用,在工件表面形成微弧放电,在高温、电场等因素的作用下,金属表面形成陶瓷膜,达到工件表面强化的目的。
微弧氧化技术的突出特点是:(1)大幅度地提高了材料的表面硬度,显微硬度在1000至2000HV,最高可达3000HV,可与硬质合金相媲美,大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度;(2)良好的耐磨损性能;(3)良好的耐热性及抗腐蚀性。
这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点,因此该技术有广阔的应用前景;(4)有良好的绝缘性能,绝缘电阻可达100MΩ。
(5)溶液为环保型,符合环保排放要求。
(6)工艺稳定可靠,设备简单.(7)反应在常温下进行,操作方便,易于掌握。
微弧氧化,磨损率
摘要:
1.微弧氧化技术概述
2.微弧氧化对磨损率的影响
3.微弧氧化技术的应用领域
正文:
一、微弧氧化技术概述
微弧氧化技术,又称为微等离子体氧化技术,是一种在金属表面形成陶瓷膜的先进表面处理技术。
这种技术通过在金属表面产生微弧放电,使金属表面在瞬间高温下与氧气发生化学反应,形成一层厚度在微米级的氧化物膜。
这层膜具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点,能够显著提高金属表面的性能。
二、微弧氧化对磨损率的影响
微弧氧化技术能够显著降低金属的磨损率。
由于微弧氧化膜具有高硬度和高耐磨性,因此在承受外力时,能够有效保护金属基体,降低磨损程度。
研究表明,经过微弧氧化处理的金属磨损率可以降低50% 以上,因此在高磨损环境下,微弧氧化技术具有重要的应用价值。
三、微弧氧化技术的应用领域
微弧氧化技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业、医疗器械等领域。
在航空航天领域,微弧氧化技术可以用于提高飞机发动机叶片、机身结构等部件的耐磨性和抗疲劳性能;在汽车制造领域,微弧氧化技术可以用于提高
汽车发动机零件、齿轮等部件的耐磨性和抗磨损性能;在电子工业领域,微弧氧化技术可以用于提高电子元器件的耐磨性、抗腐蚀性和电绝缘性;在医疗器械领域,微弧氧化技术可以用于提高手术器械的耐磨性和抗腐蚀性,提高手术效果和安全性。
微弧氧化介绍微弧氧化技术原理微弧氧化技术特点
微弧氧化技术(Micro Arc Oxidation,简称MAO)是在空气中,以
连续微弧作用为能量转换源,利用高能量穿击带起的瞬时高温和高氧化性,在表面形成微结构的合金氧化膜,从而改变或提高金属材料的性能的一种
先进技术。
微弧氧化技术原理
微弧氧化技术原理,是以微弧瞬间脉冲产生的高温和高氧化性,在表
面形成微结构的合金氧化膜,从而改变或提高金属材料的性能。
它以微弧
作为能量转换源,在原子氧的作用下,使材料表面形成一层合金氧化膜,
从而提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性,同时还可以提高金属材料的硬度、抗冲击性和抗侵蚀性等特性。
(1)层压膜厚度均匀,质量稳定,表面形貌平整,可在原材料基体
表面形成0.5~2.5mm厚持久耐磨、耐冲击和耐腐蚀的绝缘膜;
(2)可实现高性能涂层与复合材料的固态多层化,毛坯表面可充分
活化,不但提高材料的抗腐蚀性,而且能够提高金属材料的硬度、抗冲击性、抗拉裂等特性;
(3)它是一种高效率、低污染、高精度的缺陷控制和表面处理技术,满足针对不同材料的现代表面精加工要求;
(4)可用于金属材料表面的塑性加工。
微弧氧化技术的详细说明微弧氧化是新型的一代特种氧化工艺,目前工艺设备均在刚刚步入正轨,初步进入标准生产的稚形阶段。
广州简通微弧氧化设备集研发制造服务与一体的专业为铝、镁、钛轻金属合金零部件表面微弧氧化处理提供微弧氧化处理设备和工艺的高新技术研发中心!现向大家介绍一、微弧氧化技术的原理及特点:微弧氧化陶瓷技术是一种在铝、镁、钛等轻金属合金表面原位生长陶瓷层的高新技术。
其原理是在工件表面生成阳极化膜的同时,通过微电弧瞬时7000K高温把极化膜转为陶瓷相。
该陶瓷层硬度高、高耐磨、韧性好、与基体结合力强、耐腐蚀、耐高温氧化、绝缘性好,特别适用于高速运动且需要高耐磨、耐腐蚀、抗高温冲击的轻金属合金零部件。
俄、美、德、日本等国在航空、航天、兵器、汽车、船舶、机械、石油、化工、医疗、电子等行业对该技术的应用已达到相当水平。
该技术的推广应用及产业化必将推进相关行业的发展,成为新的经济增长点。
微弧氧化技术的突出特点是:(1)大幅度地提高了材料的表面硬度,显微硬度在1000至2000HV,可与硬质合金相媲美,大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度;(2)良好的耐磨损性能;(3)良好的耐热性及抗腐蚀性。
这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点,因此该技术有广阔的应用前景;(4)有良好的绝缘性能,绝缘电阻可达100MΩ以上。
(5)基体原位生长陶瓷膜,结合牢固,陶瓷膜致密均匀。
二、适用领域:微弧氧化技术广泛应用于航天、航空、兵器、机械、汽车、交通、石油化工、纺织、印刷,烟机,电子、轻工、医疗等行业。
如:铝合金加工成的子母导弹推进器、炮弹的弹底、铝合金阀门、内燃机中的活塞、气动元件中的气缸和阀芯、风动工具中气缸、纺织机械中导纱轮和纺杯、印刷机中搓纸辊和印刷辊等。
镁合金的汽车发动机罩盖和箱体、踏板、方向盘和座椅,3C产品的壳体等。
钛合金的舰船潜艇中防腐部件、石油化工及医药工业中的耐腐容器及设备等。
还可应用于零部件的表面修复。
铝合金微弧氧化(MAO)1.微弧氧化概述微弧氧化也称微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上,利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应,从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法,是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压,使工件表面的金属与电解质溶液相互作用,在工件表面形成微弧放电,在高温、电场等因素的作用下,金属表面形成陶瓷膜,达到工件表面强化的目的。
2.微弧氧化现象及其特点在阳极氧化过程中,当铝合金上施加的电压超过一定范围时,铝合金表面的氧化膜就会被击穿。
随着电压的继续不断升高,氧化膜的表面会出现辉光放电、微弧和火花放电等现象。
表面辉光放电的温度比较低,对氧化膜的结构影响不大;火花放电温度,甚至可能使铝合金表面熔化,同时发射出大量的电子及离子,使火花放电区出现凹坑及麻点,这对材料表面是一种破坏作用;只有微弧去的温度适中,即可使氧化膜的结构发生变化,有不造成铝合金材料表面的破坏,微弧氧化就是利用这个温度区对材料表面进行改造处理的。
铝合金说施加的电压变化所产生的辉光、微弧和火花放电区域在微弧氧化的过程下,原来生成的氧化膜不会脱落,只有表面一部分氧化膜可能会被粉化而沉淀在溶液中。
铝合金表面可以继续氧化,随着外加电压的升高,或时间的延长,微弧氧化膜厚度不会继续增加,直至达到外加电压对应的最终厚度。
在工艺过程中,随着微弧氧化膜厚度的增加,微弧的亮度会逐渐暗淡下去,直至最后消失。
但是微弧消失后,只要微弧消失后,只要外加电压继续存在,氧化膜还好继续生长,从实际中发现,微弧氧化膜的最大厚度可以达到200~300μm。
微弧氧化与普通阳极氧化一样,也存在着表面氧化和氧离子渗透到基体内与铝离子氧化结合,俗称渗透氧化的过程。
实际发现有大约70%的氧化层存在于铝合金的基体中,因此样品表面的几何尺寸变动不大。
由于渗透氧化,氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡层,使氧化膜和基体呈闹牢固的冶金结合,不易脱落,这也是微弧氧化优于电镀和喷涂的地方。
微弧氧化(MAO)基础概念:微弧氧化又称微等离子体氧化,是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。
氧化膜厚度决定因素:微弧氧化的工艺参数首先是施加在样品上的外加电压,一般来说,最终电压决定微弧氧化膜的厚度。
外加电压的增加过程是不断提高的,实际操作中不能直接加压到最终电压,否则会因为氧化膜生长过快出现局部麻坑,或者局部烧蚀。
陶瓷膜层结构:微弧氧化陶瓷膜层由内向外可分为过渡层、致密层以及疏松层。
靠近铝基材的为过渡层,其上是致密层,致密层主要结构是硬度较高且耐磨的α-Al2O3,还有少量的γ-Al2O3。
该陶瓷膜具有晶态氧化物陶瓷相结构。
这是其性能高于阳极氧化膜的根本原因。
微弧氧化工艺:1、特点:a、工艺简单,对于工业样品的预处理不像阳极氧化的严格与繁复,只要求样品表面去污去油,不需要去除表面的自然氧化层,也不需要表面打磨。
b、还有一个比较鲜明的特点是微弧氧化过程如果意外中断,下次可以直接通电继续该过程,不需要说去除制件表面已生成的氧化膜;但是对于阳极氧化来说,阳极氧化过程一旦中断,则必须重头开始,需要去除制件表面已经生成的氧化膜,及其麻烦。
2、工艺流程:整体流程:去油-微弧氧化-封闭1、输入电源:采用三项380V电压2、微弧氧化电源,因电压要求较高(一般在510—700V之间),需专门定制。
通常配备硅变压器;电源输出电压:0—750V可调;电源输出最大电流:5A、10A、30A、50A、100A等可选3、阴极材料选用不溶性金属材料,推荐不锈钢4、槽体可选用PP、PVC等材质,外套不锈钢加固。
可外加冷却设施或配冷却内胆氧化槽液:微弧氧化反应装置氧化槽液成分比较简单,目前大部分槽液都以弱碱性水溶液为主。
实际使用的槽液常加入硅酸钠、铝酸钠或磷酸钠等成分。
氧化膜颜色制备:为了得到各种颜色的微弧氧化膜,还可以加入不同的金属盐类,依靠不同金属离子沉积掺杂在微弧氧化膜中得到相应的颜色膜的制备方法:1)酸性电解液氧化法2)碱性电解液氧化法应用场合:微弧氧化膜层具有耐磨、耐腐蚀、高硬度,低磨损、耐热性,一般用于汽车,航空航天,船舶,兵器等行业,如汽车的马达、活塞、轴承等铝合金之间的表面处理,即是利用该微弧氧化膜层的高硬度、低磨损特性。