微弧氧化工艺及设备

铝、镁合金微弧氧化系列设备及处理技术
主要内容
微弧氧化处理因其可在铝、镁合金表面生成一层氧化物陶瓷层和处理过程无环保限制性元素介入而受企业界关注。

该技术有效防止了镁合金的大气腐蚀、异金属连接间的电偶腐蚀和意外擦伤腐蚀，极大改善了铝合金抗海水腐蚀能力、防止混合燃料汽车发动机系统部件的高温热蚀及表面耐磨能力，特别是一直困扰铝合金压铸件的表面黑化处理得到了彻底的无污染解决，黑度稳定性已被日、美、德多家企业认可。

相关专利
专利号：专利名称：
技术水平
该项目通过专家委员会鉴定，结论为“设计思想国内外首创、设备性能国际领先”。

2005年获国家科技进步二等奖，2004年获陕西省科技进步一等奖。

该技术及设备以仅0.6A/dm2的能耗，10分钟处理3平方米的高效和不足0.1元/dm2的成本等优点表现极强的市场竞争力。

技术成熟度（实验室、小试阶段、中试阶段、产业化阶段）从括号中选择
推广应用前景
项目通过鉴定仅一年，已有如一汽集团、长安集团、台资富士康集团等十余家企业采用，并被写入军装会议纪要，预计近几年会有不少于100家企业采用。

技术转化条件
以该项目与社会资方组建微弧氧化科技发展有限公司，投资1000万，年产微弧氧化生产线50条。

三年内产值合计过亿，利税合计4千万。

服务方式
提供全套工艺技术，协助设备的购置、生产安装及人员培训等。

注：1、此模板仅供参考，可根据项目情况选择增、减填写内容；
2、项目中如包含专利，请填写专利名称、专利号等信息；
3、能反映成果的试验装置、产品、工程、研发现场、重大进展、媒体报道等特色照片请附后，并配文字说明。

表面微弧氧化处理1. 简介表面微弧氧化是一种通过在金属表面形成氧化层来提高其耐磨损、耐腐蚀和硬度的表面处理技术。

这种处理方法通常应用于铝合金、镁合金等金属材料上，可以在表面形成一层富含氧化物的陶瓷涂层，从而改善材料的性能。

2. 表面微弧氧化的过程表面微弧氧化是通过在金属表面形成电解液中的微弧放电来实现的。

以下是该过程的步骤：1.清洁处理：首先将金属样品经过清洁处理，去除表面的污垢和油脂。

这可以通过使用碱性溶液或机械方法来完成。

2.电解液准备：准备一种适合表面微弧氧化的电解液。

通常会使用含有氢氟酸、硼酸和硝酸盐等成分的电解液。

3.电解槽设置：将金属样品浸泡在电解槽中，使其成为阴极。

另外，将阳极也放入电解槽中，以形成微弧放电。

4.微弧放电：在设定好的电流和电压下，通过阳极和阴极之间的放电来产生微弧放电。

这些微弧放电会在金属表面上形成一个微米级的陶瓷涂层。

5.后处理：经过微弧放电后，将样品取出，并对其进行后处理。

这可能涉及到清洗、除去残留的电解液或对陶瓷涂层进行进一步的改善。

3. 表面微弧氧化的优点表面微弧氧化处理具有许多优点，使其在许多领域得到广泛应用：•耐磨损：表面微弧氧化后的陶瓷涂层具有极高的硬度，可以提供出色的耐磨损性能。

这种处理方法通常被应用于汽车和航空行业中的零部件，以提高其耐用性。

•耐腐蚀：微弧氧化的陶瓷涂层可以在金属表面形成一层氧化物，从而有效地防止金属与外界环境接触，从而提供了出色的耐腐蚀性能。

•表面改性：表面微弧氧化可以改变金属表面的化学和物理性质，从而改善其润滑性、表面粗糙度和生物相容性等方面的性能。

•良好的附着力：微弧氧化后的陶瓷涂层与基材具有很好的附着力，不易剥落或剥离。

4. 应用领域表面微弧氧化处理已经广泛应用于许多领域，包括但不限于以下领域：•汽车工业：用于改善汽车发动机零部件的耐磨损和耐腐蚀性能，如活塞、缸套等。

•航空航天工业：用于改善飞机发动机的耐磨损、耐腐蚀和热阻性能。

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。

轻金属表面微弧复合涂层制备技术开发及关键设备产业化轻金属表面微弧复合涂层制备技术开发及关键设备产业化一、引言在轻金属材料领域，微弧氧化技术是一项非常重要的技术，它可以实现对轻金属表面的高效处理，提高其表面性能和耐蚀性能。

在微弧复合涂层制备技术中，关键设备的产业化发展将极大地推动该技术的应用和发展。

本文将从技术发展概况、关键设备研发及产业化以及未来发展趋势方面展开探讨。

二、微弧氧化技术概述微弧氧化技术是利用阳极氧化原理，在特定工艺条件下，通过控制阳极氧化过程的电压、电流和时间，使阳极形成稳定的氧化膜层。

这种膜层具有较高的硬度、耐蚀性和耐磨性，可以有效提高轻金属材料的表面性能。

微弧氧化技术已经被广泛应用于航空航天、汽车、家电等领域，并有着广阔的发展前景。

三、微弧复合涂层制备技术发展现状微弧复合涂层制备技术是在微弧氧化技术的基础上，通过添加适当的合金元素或化合物，在微弧氧化的过程中形成复合涂层。

这种复合涂层不仅具有微弧氧化膜层的优点，还具有合金或化合物的特性，可以进一步提高轻金属材料的表面性能。

目前，微弧复合涂层制备技术已经实现了在航空航天、汽车发动机、化工设备等领域的工业化应用。

四、关键设备研发及产业化关键设备的研发和产业化是推动微弧复合涂层技术应用的关键。

微弧氧化设备需要具备稳定的电压和电流控制能力，能够实现对不同轻金属材料的精确处理。

添加合金元素或化合物的喷涂设备需要能够精确控制添加剂的投入量和喷涂均匀性，确保复合涂层的质量和稳定性。

目前，我国在微弧氧化设备和喷涂设备方面都有着较为成熟的技术和产品，但是在复合涂层关键设备的产业化方面仍有较大的发展空间。

五、未来发展趋势未来，微弧复合涂层技术将向着更高效、更环保、更智能化的方向发展。

在关键设备方面，将更加注重设备的智能化和自动化，实现对复合涂层工艺的精确控制和优化。

随着轻金属材料在高端装备制造、新能源汽车等领域的应用增加，微弧复合涂层技术将得到更广泛的应用，产业化进程也将更加加速。

微弧氧化所需要的仪器
微弧氧化是一种用于表面处理的技术，需要使用特定的仪器和设备。

以下是微弧氧化所需要的仪器：
1. 微弧氧化设备：微弧氧化需要使用专门的设备，通常包括高压电源、工作夹具、电极以及电解液等。

2. 恒温水槽：在微弧氧化过程中，需要控制电解液的温度，以保证处理效果的一致性和稳定性。

因此，恒温水槽是必不可少的仪器。

3. 显微镜：微弧氧化处理后的表面常常需要进行观察和分析，因此显微镜是必备的仪器之一。

4. 表面分析仪：该仪器可以用于分析微弧氧化后的表面形貌、组成、结构等特性，以进一步了解其性能和应用。

5. 超声波清洗机：在微弧氧化前后需要对样品进行清洗，以确保样品表面干净无杂质。

超声波清洗机是一种常用的清洗设备。

总之，微弧氧化需要使用多种仪器和设备协同工作，以保证处理效果的稳定和一致性。

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钢表面微弧氧化预处理的工艺技术分析钢表面微弧氧化预处理的工艺技术分析钢表面微弧氧化预处理是一种常用的工艺技术，可以提高钢材的表面硬度和耐腐蚀性。

下面将分步骤介绍这种工艺技术。

第一步：清洁表面在进行微弧氧化预处理之前，首先需要清洁钢表面。

可以使用溶剂或者碱性清洁剂将表面的油污和杂质彻底清除。

这一步骤非常重要，因为任何污物或杂质都可能对后续处理步骤产生不良影响。

第二步：浸泡预处理接下来，将清洁后的钢材浸泡在预处理液中。

预处理液通常包含碱性溶液和添加剂，用于去除钢材表面的氧化层和其他不良物质。

这个步骤的时间和温度都需要根据具体情况来确定，以确保预处理效果达到最佳。

第三步：微弧氧化处理在完成预处理步骤后，将钢材放置在微弧氧化设备中进行处理。

该设备通常由阳极和阴极组成，以及带有微弧氧化液的槽。

在设备中，通过电源给阳极和阴极施加电压，形成微弧放电。

这样可以在钢材表面形成一层致密的氧化膜。

第四步：脱膜经过微弧氧化处理后，钢材表面形成了一层坚硬的氧化膜。

然而，有时这层膜并不完美，需要进行脱膜处理。

脱膜可以通过机械研磨、化学溶解或电解腐蚀等方法来实现。

这一步骤的目的是去除氧化膜表面的不规则部分，使得钢材表面更加平整。

第五步：清洗最后，进行清洗步骤以去除任何残留物。

这一步骤可以使用水进行冲洗，也可以使用溶剂或碱性清洁剂进行清洁。

清洗后的钢材表面应该干净无污染，准备好进行后续的处理或使用。

总结起来，钢表面微弧氧化预处理的工艺技术包括清洁表面、浸泡预处理、微弧氧化处理、脱膜和清洗等步骤。

通过这些步骤的有序进行，可以有效提高钢材的表面硬度和耐腐蚀性，使其更适用于各种工业应用。

镁合金微弧氧化加工1. 引言镁合金因其重量轻、强度高等优势，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。

然而，镁合金在使用过程中容易受到氧化腐蚀的影响，降低了其使用寿命和性能。

为了增强镁合金的耐腐蚀性能和硬度，提高其表面的附着力和耐磨性，镁合金微弧氧化加工成为一种常用的表面处理技术。

2. 镁合金微弧氧化原理镁合金微弧氧化是利用电化学原理在镁合金表面生成一层具有陶瓷状结构的氧化膜。

该膜层主要由氧化镁和其他元素的氧化物组成，具有较高的硬度和耐蚀性。

其原理可以概括为以下几个步骤：•镁合金表面的阳极氧化反应：在真空电弧放电作用下，镁合金表面产生一层氧化膜。

这一步骤主要是氧化镁的形成过程。

•膜层成长：经过一段时间的处理，电解液中的陶瓷颗粒在氧化膜上逐渐沉积，形成具有一定孔隙率和粗糙度的膜层。

•膜层封闭：当膜层达到一定厚度后，用热水或热油进行封闭处理，使膜层中的孔隙被填充，从而提高膜层的密封性和耐腐蚀性。

3. 镁合金微弧氧化装置和工艺3.1 微弧氧化装置实施镁合金微弧氧化加工需要一套完整的微弧氧化装置。

该装置主要由电源、阳极、阴极和电解液组成。

•电源：负责提供较高的电压和电流，以产生弧放电作用。

•阳极：选用镁合金制成，作为镁合金的工件。

•阴极：作为反应电极的一部分，通常使用不锈钢。

•电解液：由硫酸镁、草酸钠、辅助剂等组成，起到传递电子和产生气泡的作用。

3.2 微弧氧化工艺镁合金微弧氧化工艺可以分为以下几个步骤：1.清洗：将镁合金工件进行清洗，去除灰尘、油污等表面杂质。

2.阳极氧化：将清洗后的镁合金工件放入微弧氧化装置中，连接好电源、阴极和电解液，开始进行阳极氧化反应。

3.膜层形成：通过控制电压、电流和处理时间，使得氧化膜逐渐形成并增厚。

4.膜层封闭：当膜层达到一定厚度后，将工件放入热水或热油中进行封闭处理，提高膜层的密封性和耐腐蚀性。

5.清洗和干燥：将加工后的镁合金工件进行清洗和干燥，去除电解液和其他残留物。

6.表面处理：若需要，可以对镁合金工件进行进一步的表面处理，如喷涂或电泳涂覆等。

工业微弧氧化设备详解叶仁锋一、微弧氧化技术及简介微弧氧化技术的前世今生：上世纪70年代开始，美国、德国、前苏联因航空航天及军工方面的需求，开始研究此技术。

美国的伊利诺大学和德国的卡尔马克思工业大学等用直流或单相脉冲电源模式研究Al、．Ti等阀金属火花放电沉积膜，并分别命名为阳极火花沉积和火花放电阳极氧化。

俄罗斯无机化学研究所的研究人员1977年发表了一篇论文，开始了此项技术的研究。

他们采用交流电源模式,使用的电压比火花放电阳极氧化高,并称之为微弧氧化(MAO)。

世界上从事微弧氧化研究的国家主要有俄罗斯、美国、日本、德国等,其中以俄罗斯投入最大。

俄罗斯在机理研究上提出了自己一整套完整的理论，并且已成功地应用于许多工业领域,如航空、纺织、石油、交通等许多部门。

在90年代，俄罗斯在研究规模和水平上曾经一度占据优势。

目前,俄罗斯除了基础研究和应用开发外,已开始进行技术转让和设备输出。

美、日、德国家的参与不仅扩大了该技术在国际上的影响,同时也促进了微弧氧化技术的工艺类型多样化、处理对象种类的增多以及应用领域的扩大。

我国从20世纪90年代开始关注此技术,在引进吸收俄罗斯技术的基础上,目前已从酝酿与探索阶段进入到深入研究与应用开发阶段。

国内研究此技术的单位主要有两种：一.综合大学类，主要以成膜机理、膜层性能、配方为主。

如北师大、西安理工、吉林大学、华南理工、燕山大学、南京工业大学等。

其输出整套设备和技术的代表企业有：南京浩禳、西安强微、北京金弧绿保等。

另一类军工科研机构和专业研究院所，主要以膜层性能、设备先进性、工艺操作为主。

如哈工大、核工业西物院、北航材料研究院、装甲兵工程研究院等。

其输出整套设备和技术的代表企业有：哈工大中俄合作所、东莞恒核科技、北京金诺达、西安金唐等单位。

其中北京师范大学低能核物理研究所对铝合金微弧氧化陶瓷层的制备过程、能量交换、膜的形貌结构以及应用等都做了有益的探讨。

哈尔滨工业大学材料科学与工程学院用等离子增强电化学表面处理技术对铝合金表面进行陶瓷化处理,对生成的陶瓷膜层进行研究,分析了其成膜过程和机理。

微弧阳极氧化工艺(一)微弧阳极氧化工艺什么是微弧阳极氧化？微弧阳极氧化是一种金属表面处理工艺，通过直流电源将阳极与金属工件连接，将工件表面置于电解液中，并加以适当的电压和电流，使表面发生氧化反应。

与传统的阳极氧化工艺相比，微弧阳极氧化具有工艺简单、处理速度快、产生氧化层厚且均匀等优点。

微弧阳极氧化的应用领域微弧阳极氧化工艺广泛应用于铝合金、镁合金、钛合金等金属表面处理领域。

其中，铝合金是最为典型的应用对象，其表面的微米级氧化层具有耐腐蚀、耐磨损、绝缘等收益，在航空航天、电子、汽车等领域均有广泛的应用。

微弧阳极氧化工艺的原理微弧阳极氧化的原理是利用阳极电解过程中产生的微弧放电现象来促进氧化反应的进行。

通过调整电解液的成分和浓度，以及电压和电流等工艺参数来控制微弧放电的程度和频率，从而达到加速氧化反应、增强氧化层质量的目的。

微弧阳极氧化工艺的优点•处理速度快、效果好•操作简便，易于控制•氧化层均匀、质量稳定•耐腐蚀、耐磨损、绝缘等收益良好微弧阳极氧化工艺的发展趋势随着飞行器、汽车、移动通讯等领域的迅猛发展，对表面处理技术的要求也越来越高。

在这种背景下，微弧阳极氧化技术将会进一步得到应用和发展。

未来，随着新型材料、新型电解液的研究和发展，微弧阳极氧化工艺也将不断完善和提高。

微弧阳极氧化工艺的注意事项在进行微弧阳极氧化处理时，需要注意以下几个方面：•选择合适的电解液和工艺参数。

•保持电解液的清洁度和浓度。

•控制处理时间和氧化层厚度。

•控制处理温度和电压电流等参数，以防止过度氧化和产生缺陷。

•要进行预处理和后处理，以保证处理效果和氧化层质量。

微弧阳极氧化设备的特点微弧阳极氧化设备主要由电源、电解槽、搅拌器、水冷装置、控制系统等组成。

其特点包括：•电源稳定，输出电压和电流可调。

•电解槽采用不锈钢材料制作，具有耐腐蚀、耐磨损等特性。

•水冷装置可以有效降低电解槽温度，保证处理质量和设备寿命。

微弧阳极氧化工艺的未来展望微弧阳极氧化工艺作为一种新型的金属表面处理技术，其应用领域和成果不断扩大和提高。

微弧氧化工艺流程一、概述微弧氧化是一种表面处理技术，通过在金属表面形成氧化膜来增强其耐磨性、耐腐蚀性和硬度。

该工艺主要应用于铝合金、镁合金等金属材料的表面处理。

二、设备微弧氧化设备主要包括电源、电极、反应槽和控制系统等部分。

其中，电源为微弧氧化的核心部件，能够提供高压电流，使得金属表面形成氧化膜。

电极则是将电源输出的高压电流引入反应槽中的部件，通常采用钨或不锈钢制作。

反应槽则是进行微弧氧化的容器，通常采用聚丙烯等材料制作。

三、前处理在进行微弧氧化之前，需要对金属表面进行清洗和打磨处理。

清洗可以采用溶剂清洗或碱性清洗等方法；打磨则需要使用研磨机进行加工处理。

四、微弧氧化过程1. 准备工作：将待处理的金属样品放入反应槽中，并将反应槽密封。

2. 填充电解液：将电解液注入反应槽中，通常采用硅酸盐或钨酸盐等化学物质。

3. 开始微弧氧化：开启电源，使得电极向反应槽中输出高压电流。

在此过程中，金属表面产生放电现象，形成氧化膜。

4. 控制过程参数：微弧氧化过程需要控制的参数包括电压、电流、时间和温度等。

其中，不同的金属材料需要设置不同的处理参数。

5. 洗涤清洗：处理完成后，需要将样品取出并进行洗涤清洗。

通常采用水或乙醇进行清洗。

五、氧化膜性能测试经过微弧氧化处理后，金属表面形成了一层氧化膜。

为了检验其性能是否符合要求，需要进行一系列测试。

主要包括：1. 耐磨性测试：采用磨损试验机进行测试。

2. 耐腐蚀性测试：采用盐雾试验机进行测试。

3. 硬度测试：采用显微硬度计进行测量。

六、应用领域微弧氧化工艺广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

其中，铝合金是最常用的材料之一，主要应用于飞机、汽车等领域。

此外，微弧氧化还可以用于生产高档厨具、手表等产品。