微弧氧化工艺参数设置

纯铝微弧氧化电压恒压纯铝微弧氧化是一种常见的表面处理技术，通过在铝表面形成氧化膜来提高其耐腐蚀性、硬度和附着力。

而实现纯铝微弧氧化的关键是控制电压，其中恒压是一种常用的工作方式。

纯铝微弧氧化的过程中，电压是一个重要的参数。

恒压是指在整个氧化过程中，电压保持不变。

相比于恒流方式，恒压方式在实际应用中更加常见。

这是因为恒压方式可以更好地控制氧化膜的厚度和质量，同时也能提高氧化速度。

在恒压方式下，首先需要选择合适的电压值。

一般来说，电压过高会导致氧化膜过厚，而电压过低则会使氧化膜质量下降。

因此，需要根据具体情况选择适当的电压值。

恒压方式下的纯铝微弧氧化过程可以分为三个阶段：启动阶段、稳定阶段和终止阶段。

启动阶段是指在开始施加电压后，由于氧化膜的形成需要一定的时间，表面的氧化膜会逐渐增厚。

稳定阶段是指在氧化膜形成后，电压保持不变，而氧化膜的厚度和质量逐渐稳定。

终止阶段是指当氧化膜达到一定厚度后，停止施加电压，结束氧化过程。

恒压方式下的纯铝微弧氧化，除了电压外，还需要控制其他参数。

例如，电解液的成分和浓度，电解液的温度，氧化时间等。

这些参数会直接影响到氧化膜的厚度和质量。

因此，在实际应用中，需要根据具体要求进行合理的参数选择和控制。

纯铝微弧氧化技术在实际应用中有广泛的应用。

例如，它可以用于改善铝合金的表面性能，提高其抗腐蚀性和硬度。

此外，纯铝微弧氧化还可以用于制备功能性薄膜，例如防反射膜、耐磨膜等。

这些薄膜在光学、电子、航空航天等领域有重要的应用价值。

纯铝微弧氧化是一种重要的表面处理技术，恒压是其常用的工作方式之一。

恒压方式可以更好地控制氧化膜的厚度和质量，提高氧化速度。

在实际应用中，除了电压外，还需要合理选择和控制其他参数。

纯铝微弧氧化技术在改善铝合金表面性能、制备功能性薄膜等方面具有广泛的应用前景。

通过恒压方式的纯铝微弧氧化，可以为各行各业提供更高品质的铝材料。

铝及铝合金的微弧氧化技术1.技术内容及技术关键(1)微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。

其工艺流程如下：铝基工件7化学除油7清洗7微弧氧化7清洗7后处理7成品检验。

(2)微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成：K2SiO3 砂10g/L, Na2O2 4〜6g/L, NaF 0.5〜 1g/L, CH3COONa 23g/L, Na3VO3 1 〜3g/L;溶液pH 为11 〜13;温度为20〜50 C;阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V,并保持5〜10S,然后将阳极氧化电压上升至450V,电解5〜10min。

例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O・nSiO2 (钾水玻璃)水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min; 第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。

阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20〜50 Co(3)影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。

对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。

对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件, 经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。

②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。

不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。

微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。

溶液的pH 范围一般在9〜13之间。

根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。

在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。

微弧氧化⼯艺（MAO）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。

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。

铝及铝合金的微弧氧化技术1．技术内容及技术关键（1）微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。

其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。

（2）微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。

例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。

阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。

（3）影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。

对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。

对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。

②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。

不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。

微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。

溶液的pH范围一般在9～13之间。

根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。

在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。

实验微弧氧化镁合金制备陶瓷涂层一、实验目的微弧氧化是材料表面工程领域中应用非常广泛的一项技术，通过实验使学生加深对课堂教学内容的理解，培养学生思考问题解决问题和提高实际动手能力。

要求学生熟悉和掌握微弧氧化方法、工艺流程及设备的工作原理，使学生熟悉和掌握微弧氧化的方法及设备的使用。

二、实验内容正确对氧化前的金属基材进行处理，熟悉微弧氧化的操作与运行，观察微弧氧化过程，分析参数对氧化过程及氧化层的影响。

三、实验要点1、氧化前要对金属基材进行清洗。

一般在100℃以上烘干1小时左右；2、调试程序时学生远离仪器，以免受伤；3、微弧氧化过程中及完毕后要严格按照操作流程进行，并小心弧光辐射。

四、实验装置1、交流微弧氧化装置一套2、冷却系统（水冷机）一套3、氧化试件若干五、实验步骤1、微弧氧化工艺流程2、实验流程选择实验材料：试验选用AZ31镁合金板；确定氧化参数：基体表面清洗：用丙酮或酒精清洗基体表面油污；然后使用砂纸（380/500/800/1000）进行表面打磨，以除去材料表面的氧化膜，然后在分别在丙酮溶液和去离子水中分别超声清洗 10 min ，自然干燥；进样：调试程序：微弧氧化；后处理：一般包括水洗和封闭处理等； 工件表面处理 表面水洗 表面去油 微弧氧化 喷后处理纯水洗封闭六、实验原理1、等离子喷涂设备的工作原理微弧氧化技术，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。

（1）大幅度地提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000至2000HV，微弧氧化技术的突出特点是：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。

微弧氧化表面处理引言微弧氧化是一种通过高电压和高频率脉冲放电处理方式来改变金属表面性能的技术。

在微弧氧化过程中，通过在金属表面形成微细的氧化膜，可以增强金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

本文将从微弧氧化的原理、表面处理过程、工艺参数和应用领域等方面进行详细探讨。

微弧氧化的原理微弧氧化是利用高电压和高频率脉冲放电的方法，在金属表面产生氧化反应，形成表面氧化膜的一种工艺。

在微弧氧化过程中，通过在金属表面形成微细的氧化膜，可以改善其表面性能。

微弧氧化的原理主要包括以下几个方面：1.金属氧化：在高电压和高频率脉冲放电的作用下，金属表面发生氧化反应。

这种氧化反应主要是由金属表面的阳极反应和阴极反应两个过程组成。

在阳极反应中，金属表面溶解生成阳极金属离子；在阴极反应中，氧气被还原生成氢氧离子。

2.氧化膜形成：在微弧氧化的过程中，阳极金属离子与氢氧离子反应生成氧化物。

这些氧化物以颗粒状或骨架状分布在金属表面形成氧化膜。

氧化膜的形成受到工艺参数的控制，如电压、频率、电解液的成分和温度等。

3.结晶和生长：氧化膜的形成并不是一次性完成的，它是通过结晶和生长来逐渐形成的。

首先，在金属表面形成一层原始的氧化物，然后通过结晶和生长来逐渐增厚形成氧化膜。

微弧氧化的表面处理过程微弧氧化的表面处理过程主要包括以下几个步骤：1.清洗和去除杂质：在进行微弧氧化表面处理之前，首先需要对金属材料进行清洗和去除杂质。

这可以通过酸洗、碱洗、电解离子渗透等方法来实现。

2.预处理：在清洗和去除杂质之后，需要进行预处理来增加金属材料的表面粗糙度。

这可以通过喷砂、机械划痕或酸蚀等方法来实现。

3.微弧氧化处理：在预处理完成之后，将金属材料放置在微弧氧化设备中，通过高电压和高频率脉冲放电来进行微弧氧化处理。

在微弧氧化的过程中，需要控制工艺参数，如电压、频率、电解液的成分和温度等，来获得所需的氧化膜。

4.后处理：在微弧氧化处理完成之后，需要对金属材料进行后处理来改善其表面性能。

铝及铝合金的微弧氧化技术1．技术内容及技术关键（1）微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。

其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。

（2）微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。

例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。

阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。

（3）影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。

对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。

对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。

②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。

不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。

微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。

溶液的pH范围一般在9～13之间。

根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。

在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。

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。