铝合金微弧氧化(MAO)
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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。
铝合金微弧氧化硬度
铝合金微弧氧化(MAO)是一种常用的表面处理方法,它能够提高材料的硬度、耐腐蚀性和抗磨损性。
微弧氧化的原理是在表面形成一层氧化膜,这层薄膜不仅可以保护金属表面免受氧化,而且可以提高表面硬度。
铝合金微弧氧化(MAO)硬度是指铝合金表面微弧氧化处理后,该表面的质量等级,有很高的强度和耐磨性。
MAO硬度的特性是制造过程参数的控制,影响产品
表面性能的重要因素之一,非常重要。
要评价铝合金MAO硬度,一般采用特定的实验方法。
首先,控制MAO参数,如供应压力、电流密度等;其次,测试诸如厚度和疏松度等表面性能。
最后,采用全尺寸实验,应用抗拉强度及抗压强度等物理测试,以衡量硬度值。
在此篇文章中,介绍了铝合金微弧氧化(MAO)硬度的概念和它的重要性。
MAO加工技术是有效表面的处理方法,能够提高铝合金的硬度,抗腐蚀和抗磨损性,以确保表面性能的质量和高效使用。
压铸铝合金微弧氧化
压铸铝合金微弧氧化,这是一种新兴的表面处理工艺。
它的英文原文是
Micro-Arc Oxidation(MAO),它能够使得压铸铝合金有更好的表面性能,可以提高产品的缓蚀性和抗腐蚀性。
该工艺是一种低温微弧氧化,在此工艺当中,就是利用电解液中的氧化剂以及
压铸铝合金表面的电流产生一支微细的电弧,使压铸铝合金表面的温度升高,形成一层由氧化铝和氧化镁组成的复合氧化膜,使其表面性能得到改善。
除此之外,该工艺还具有以下几个优点:
首先,该工艺的反应温度低,这种低温的复合氧化膜可以覆盖到表面的细小较
深的细节,因此对加工铝合金表面有更好的表现。
其次,该工艺可以节省能源与原料,可以把电能转换成反应能,不仅节约原料,而且还以较高的效率实现反应。
最后,该工艺有利于改善压铸铝合金表面结构,使其表面更加致密、平整,有
助于改善表面粗糙度,提高产品的缓蚀性和抗腐蚀性。
综上所述,压铸铝合金微弧氧化这种新型的表面处理技术,具有温度低、能源
和原料节约、表面结构优良,抗腐蚀性高等优点,可以在提高压铸铝合金表面性能的基础上有效的降低成本,使得压铸铝合金的应用范围更加广泛。
铝合金微弧氧化膜
铝合金微弧氧化膜是一种新型的可编程表面涂层工艺。
它是一种集微弧技术、合金成型、氧化剂烧结、表面化学处理,以及各种低碳室外涂装等技术于一体的现代涂装系统。
一、微弧技术
微弧技术是铝合金微弧氧化膜的关键技术,也是特殊表面结构形成的基础。
它能够在金属表面生成薄膜,裸露出金属表面,有助于改善表面结构与金属的相互作用。
铝合金微弧氧化膜中的微弧通过对铝合金的外部电极的不间断放电,从而在金属表面形成空间放电,形成许多小的活性漩涡,使铝合金表面产生活化。
二、合金成型
铝合金微弧氧化膜中的合金成型技术,可以有效利用铝材表面的各种高硬度金属元素,有效地改善表面结构,从而获得更好的抗摩擦、耐蚀性能等。
三、氧化剂烧结
氧化剂烧结技术,有效利用氧化剂在微弧形成的小活性漩涡中,形成
硬质高性能微弧氧化膜。
该氧化剂可以将离子和分子同步改变,并以
离子形式发挥作用,有效改善防腐性能。
四、表面化学处理
表面化学处理,能够通过对处理过的表面形成的特殊结构,表面止滑
性能更强,从而达到有效防止汽车组件之间的磨擦及锈蚀,提高铝合
金表面抗腐蚀性能。
五、低碳室外涂装
铝合金微弧氧化膜采用低碳室外涂装工艺,可以获得轻、精、平、柔
性涂层,而且易于清洗,节约环境和能源。
该工艺使用室外涂装粉末,更加安全环保,涂装表面更有光泽,彩色,光稳定性更好,在室外使
用时,抗气候的稳定性更强,更有效地维护表面长久润滑去污效果。
常用铝合金表面氧化标记常用铝合金表面氧化标记一、引言铝合金是一种广泛应用于工业领域的材料,具有优良的机械性能和耐腐蚀性能。
为了进一步提高其表面性能和美观度,常常需要对铝合金进行氧化处理。
而氧化处理后的铝合金表面通常需要进行标记,以便于识别和使用。
本文将介绍常用的铝合金表面氧化标记。
二、化学氧化法标记1. 阳极氧化(AAO)标记阳极氧化是一种常见的表面处理方法,通过在酸性电解液中施加直流电流,在铝合金表面形成一层致密的氧化层。
在阳极氧化过程中,可以通过控制电解液成分和工艺参数来实现不同颜色的标记效果。
硫酸阳极氧化可形成黑色或灰色的标记。
2. 硫酸-硫酸铜复合阳极氧化(SAAO)标记硫酸-硫酸铜复合阳极氧化是一种改进版的阳极氧化方法,在传统的硫酸阳极氧化过程中加入了硫酸铜溶液。
这种方法可以在氧化层上形成一层铜质标记,提高了标记的可见性和耐久性。
三、电化学氧化法标记1. 微弧氧化(MAO)标记微弧氧化是一种通过在电解液中施加脉冲电流,在铝合金表面形成致密的氧化层的方法。
与阳极氧化相比,微弧氧化可以在短时间内形成较厚的氧化层,并且具有更好的耐磨性和耐腐蚀性能。
在微弧氧化过程中,可以通过调节电解液成分和工艺参数来实现不同颜色的标记效果。
2. 水热法标记水热法是一种将铝合金样品浸泡在高温高压水溶液中进行处理的方法。
在水热法过程中,铝合金表面会发生局部的氧化反应,形成不同颜色的标记。
这种方法适用于对大面积铝合金进行标记。
四、物理气相沉积法标记物理气相沉积是一种利用高能离子束轰击铝合金表面,在表面形成一层致密的氧化层的方法。
物理气相沉积法标记的特点是标记图案清晰、耐久性好,适用于对小尺寸铝合金进行标记。
五、激光刻蚀法标记激光刻蚀法是一种利用高能激光束在铝合金表面进行刻蚀的方法。
通过控制激光束的功率和扫描速度,可以在铝合金表面形成不同深度和形状的标记。
这种方法具有高精度、高效率和无污染等优点,适用于对各种尺寸和形状的铝合金进行标记。
铝合金微弧氧化铝合金微弧氧化是一种新型的表面处理工艺,它利用微弧氧化原理,将金属与非金属整合在一起,以获得坚固、美观的氧化膜保护层,有效提高材料的抗腐蚀性和耐磨性。
于其良好的抗腐蚀性能,铝合金微弧氧化已成为航空航天、汽车制造、建筑和其他行业应用前沿技术。
铝合金微弧氧化是一种新型的复合材料表面处理技术,它充分利用微弧氧化机理,在金属基体表面形成一层具有坚固、稳定性能的复合材料氧化膜,从而形成一种防护层,以抗腐蚀和耐磨性为主。
铝合金微弧氧化的特点是制备简单、成本低、效率高,它的复合材料氧化膜表面坚硬耐磨,耐腐蚀性能优异。
由于它具有低温、低能量、低污染特点,宁静温度不高,所有物质都不产生热量损失,因此,铝合金微弧氧化很容易控制参数,从而获得合理的氧化膜目标。
另外,铝合金微弧氧化能够产生坚固的连接,其连接强度可达到金属材料的一半,大大提高了材料的性能,有利于进一步改善尺寸精度和表面质量。
由于其良好的抗腐蚀性能,铝合金微弧氧化已被多个行业使用,如航空航天、汽车制造、建筑及其它行业。
在航空航天行业,由于高温和强腐蚀性环境,对机翼和机身进行微弧氧化可提高材料耐腐蚀性,使机械结构承受高温高负荷的能力更强。
在汽车制造行业,利用铝合金微弧氧化工艺,可以制备出车身表面鲜艳的装饰件,形成抗冲击的保护层,可以防止车身漆面磨损而变旧。
在建筑行业,铝合金微弧氧化可以用于建筑物外墙表面,增强材料对外界环境的抗腐蚀性能,有效延长建筑物的使用寿命。
此外,可以用于工厂管道、桥梁和锅炉等设备上,以使其具有更高的耐腐蚀性和抗磨损性能。
总之,铝合金微弧氧化是一种在金属基体上形成复合材料氧化膜的新型表面处理工艺,具有低温、低能量、低污染、简便可靠、成本低廉等特点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和其他行业。
一种提高铝合金阳极化后表面粗糙度的工艺铝合金阳极化是一种常用的表面处理工艺,通过在特定电解液中进行电化学反应,可以在铝合金表面形成一层氧化膜,从而提高其抗腐蚀性能和装饰性能。
在实际应用中,由于阳极化过程中所形成的氧化膜通常比较薄且平整,导致表面粗糙度不高,无法满足高端产品的要求。
针对这一问题,研究人员们进行了大量的工艺改进和优化,试图提高铝合金阳极化后表面的粗糙度。
下面将介绍一种提高铝合金阳极化后表面粗糙度的工艺方法,希望能为相关研究和工程应用提供一定的参考价值。
一、微弧氧化技术微弧氧化(Microarc Oxidation,MAO)是近年来发展起来的一种新型的表面处理技术,通过在特定电解液中施加高电压和高频率的脉冲电流,在铝合金表面形成一种坚硬、致密的氧化膜。
由于脉冲电流的作用,氧化过程产生的气泡会在表面迅速破裂和析出,从而形成微观的凹凸结构,提高了表面的粗糙度。
微弧氧化工艺不仅可以增加铝合金表面的粗糙度,还可以增强其耐磨性、耐蚀性和润滑性等性能。
微弧氧化技术已经在航空航天、汽车制造和军工等领域得到了广泛的应用。
二、化学法改性在铝合金阳极化过程中,通过添加一定的化学物质或调整电解液的成分,可以改变阳极氧化膜的组成和结构,从而增加其表面的粗糙度。
1. 添加表面活性剂:在阳极化电解液中添加表面活性剂,可以改善氧化膜的形貌和结构,增加表面的粗糙度。
表面活性剂可以使得氧化膜形成的气泡更加均匀和稳定,从而形成更加均匀的凹凸结构。
2. 调整电解液成分:通过调整电解液的PH值、温度、浓度和成分等参数,可以改变阳极氧化膜的组成和结构,进而影响表面的粗糙度。
采用含氟化物的电解液可以在氧化膜表面形成微观的异质结构,增加其表面的粗糙度。
三、机械法处理在铝合金阳极化后,通过机械方法对表面进行进一步处理,可以增加其粗糙度。
一般采用的机械法包括研磨、打磨、喷砂和激光加工等。
1. 研磨和打磨:采用不同颗粒大小的砂轮或研磨纸进行研磨和打磨,可以有效地增加铝合金表面的粗糙度。
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。
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。
图9-5是微弧氧化的剖面结构图,由图9-5可以看出,微弧氧化膜有三层组成,靠近铝基体中氧化膜于基体结合的过渡层交界面为凹凸不平,互相咬合,说明氧化膜于基体结合牢固,不易脱落,氧化膜的表面是一层疏松的白色陶瓷粉末,很容易用砂纸磨去,氧化时间越长,这层疏松层会变厚,当除去这层疏松层以后,剩下的是硬度很高、质地致密的陶瓷氧化膜。
图9-6表示铝合金的微弧氧化膜截面的显微硬度和孔隙率的剖面,其纵坐标(左)表示显微硬度(HV),纵坐标(右)表示孔隙率。
图9-6中明确地表明显微硬度和孔隙率与氧化膜的深度密切关系。
微弧氧化的基本设备与阳极氧化大体相同,有氧化槽、电源及溶液的冷却与搅拌系统三部分组成。
如图9-7度,KOH与Na2SiO3的质量比为1:10,,溶液的pH值一般控制9~13。
微弧氧化膜的生长速度约为30~50μm,而微弧氧化膜硬度(HV)可达1500~2000。
5.微弧氧化工艺微弧氧化的工艺参数首先应该是施加在铝合金样品上的外加电压,一般来说最终电压决定微弧氧化膜的厚度。
最终电压是外加电压不断升高达到的,一般在工艺操作过程中需要进行逐步调节升高,不能直接加至最终电压,否则因为微弧氧化膜生长速度过快,可能出现局部麻坑,甚至发生样品表面局部烧蚀。
微弧氧化的开始起弧电压是与溶液成分、金属类型和工艺等因素有关的。
随着外加电压的不断升高,微弧氧化膜的厚度也不断升高,最终其膜厚达到外加最终电压所决定的厚度。
在某些工艺可以到达450~600V,电流密度平均值大约为10A/dm2。
微弧氧化膜的基本特性是与待处理材料及其表面状态有关的,也与槽液类型、电解质溶液成分、外加电压、电流密度、槽液温度和搅拌状况等因素有关。
微弧氧化与普通阳极氧化比较,对于铝合金材料及其表面状态要求不高,即使铝合金表面自然氧化膜,也不会对微弧氧化发生影响。
但是槽液的成分及其活动是微弧氧化膜性能的关键所在,一般来说在相同的微弧氧化外加电压下,电解质浓度越高,成膜速度越慢,槽液温度上升越慢。
反之,成膜速度变快,槽液温度上升也快。
微弧氧化的电压与电流密度对于氧化膜的性能至关重要。
铝合金材料和槽液成分不同,则微弧放电击穿电压(工件表面刚刚发生微弧放电的电解电压)也不同。
微弧氧化的电压一般控制在高出击穿电压几十伏甚至上百伏的电压条件下进行,不同微弧氧化电压生成的陶瓷膜,其性能、厚度和表面状态均不同。
根据微弧氧化膜的性能要求和微弧氧化的工艺条件,微弧氧化电压可选择在200~600V范围内变化。
微弧氧化可以选择控制电压或控制电流两种方法进行,在控制电压微弧氧化时,电压一般应分段递增,即先在较低的电压下铝表面生成一定厚度的绝缘氧化膜,然后再加电压到控制电压值进行微弧氧化。
当微弧氧化电压刚刚达到控制电压值时,电流一般都很大,可能为10A/dm2;随着氧化时间的延长,表面微弧氧化陶瓷膜不断形成和完善,其氧化电流也逐渐降低,最后可能降低到1A/dm2以下。
氧化电压波形对微弧氧化膜的性能也有影响,可以采用直流、交流、锯齿、方波等波形进行微弧氧化。
控制电流法比控制电压法在工艺控制方面更加方便,控制电流法的电流密度一般为2~8 A/dm2。
控制电流微弧氧化时,开始的氧化电压上升很快,当达到微弧放电后电压上升减慢。
随着微弧氧化膜的形成,氧化电压有较快地上升,最后维持在一个较高的电解电压下。
微弧氧化的溶液温度和搅拌与普通阳极氧化完全不同,微弧氧化的温度允许范围相当宽,原则上在10~80℃很宽的范围中进行。
但由于设备使用材料的限制,如塑料管道和水泵的影响,一般只能在10~50℃的温度下进行。
槽液的温度越高,工件与溶液界面处的水汽化程度越厉害,微弧氧化膜的生成速度也越快,膜的粗糙度也随之增加;同时温度越高,电解溶液蒸发也越快,所以微弧氧化的槽液温度一般控制在20~60℃的范围。
由于微弧氧化的大部分能量以热能的形式释放,微弧氧化的槽液温度上升比普通阳极氧化快的多,所以微弧氧化过程需要配备容量大的热交换制冷系统,以控制槽液温度的上升。
尽管微弧氧化过程中工件表面有大量气泡析出,对槽液起到一定的搅拌作用,但是为了保证槽液温度均匀性和体系成分的一致性,一般应该配备机械搅拌装置对槽液进行有效搅拌。
微弧氧化过程中有一个很大的有点是,如果工艺过程中电源突然中断,等电源接通后可以直接继续进行氧化,不需要出去样品上已经生成的氧化膜,也不必要更换样品重新处理。
但是普通阳极氧化是不允许电源中断的,否则样品的阳极氧化过程必须从头开始,即样品表面的已经生成的氧化膜必须清除干净重新进行。
此外微弧氧化的工艺流程比普通的阳极氧化简单,不需要像阳极氧化那样对样品表面进行脱脂、碱洗、除灰等一系列化学预处理工序,而只想要出去金属表面的油污和尘土就可以进行。
假如工件表面没有严重污染,甚至可以直接进行微弧氧化,因为微弧氧化的碱性溶液和微弧氧化工艺本身就可以起到脱脂等化学预处理的清理功能。
样品的电接触支架设计是微弧氧化的工艺难点之一,比起普通阳极氧化要复杂的多。
在普通阳极氧化过程中,由于施加的电压比较低,可以采用挂钩或简单的固定模式,而微弧氧化中由于采用电压、大电流,样品必须与支架接触牢固,不能采用简单的挂钩方式,有时候甚至要用螺钉固定。
支架暴露在电解槽液的那部分必须采用耐高压的绝缘胶带包裹住,否则使用一次支架就作废了,使微弧氧化的成本增加。
6.微弧氧化膜的主要性能微弧氧化膜由于经受高温高压的物理化学作用,发生了相和结构的变化,因此硬度大大增加,从而提高了它的耐磨性能。
此外由于微弧氧化膜的孔隙率低、致密度高,因而具有很高的耐腐蚀性能以及较高的电绝缘性能和抗高温冲击特点:a.铝微弧氧化膜的硬度及其分布。
铝微弧氧化膜的硬度极高,下图所示为2A12铝合金微弧氧化膜剖面的硬度分布。
由图可见,靠近基体界面约50μm区域内,微弧氧化膜硬度可达1500HV以上,最高点可超过2000HV,比硬质阳极氧化膜高4~5倍。
随着测试点离基体界面距离的加大,硬度逐渐降低,最后平稳地趋近1000HV左右。
不同铝合金生成的微弧氧化膜,硬度也有所不同,以2XXX系铝合金为最高,6XXX系铝镁合金次之,铸态铝硅合金最差。
下表列出不同铝合金微弧氧化膜的硬度值,铸态铝合金的硬度值只有1000HV左右,而2024铝合金可能达到2000HV以上,普通最常用使用的6063铝合金也可以保持在1500HV,也就是微弧氧化膜的硬度达到硬质阳极氧化膜的3倍。
为了说明微弧氧化膜的硬度在各种材料中的位置,下图中还列出了不同材料包括SiC陶瓷、钨合金、铬合金、硬质合金等著名高硬度材料和不锈钢的表面硬度,从中可以看出,铝合金微弧氧化膜的表面硬度是相当高的,仅稍低于氮化物黏结的碳化硅,高于碳化钨、碳化铬和硬质工具钢等硬质材料。
b.微弧氧化膜的耐磨性能。
一般而论,微弧氧化膜的耐磨性比硬质阳极氧化膜可以大7倍左右。
c.铝微弧氧化膜的耐蚀性能。
铝合金微弧氧化膜具有很好的耐蚀性能,由于Al2O3具有很好化学不活泼性,其耐盐雾耐蚀性能可以达到2000h以上。
下图列出了6061铝合金微弧氧化膜的耐蚀性能与硬质阳极氧化膜、化学镀镍膜及硬铬膜的比较。
下图中的微弧氧化膜已经经过封孔处理,微弧氧化膜的耐中性盐雾腐蚀性能比硬质阳极氧化膜高出5倍。
如果不进行封孔处理,微弧氧化膜的耐腐蚀性能就会有所下降,但仍然可以经受1000h的中性盐雾试验,腐蚀等级可以达到9级。
d.铝微弧氧化膜的绝缘特性。
微弧氧化膜具有很好的电绝缘特性。
e.铝微弧氧化膜的其他特性。
铝微弧氧化膜的抗高温冲击特性很好。