微弧氧化的原理及优缺点

微弧氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉积,是一种将铝、钛、镁等有色金属或其合金置于特殊的电解液中,通过微等离子体放电,直接在金属或合金表面原位生长陶瓷膜的新技术。它是在阳极氧化的基础上建立起来的一种新方法。 

一般认为,微弧氧化过程经过四个阶段。 

  (1)阳极氧化阶段

  将样品置于一定的电解液中,通电后,样品表面和阴极表面出现无数细小均匀的白色气泡,而且随电压升高,气泡逐渐变大变密,生成速率也不断加快。在达到击穿电压之前,这种现象一直存在,这一阶段就是阳极氧化阶段。 

  (2)火花放电阶段

  当施加到样品的电压达到击穿电压时,样品表面开始出现无数细小、亮度较低的火花点。这些火花点密度不高,无爆鸣声。在该阶段,样品表面开始形成陶瓷层,但陶瓷层的生长速率很小,硬度和致密度较低,所以应尽量减少这一阶段的时间。 

  (3)微弧氧化阶段

  进入火花放电阶段后,随着电压继续升高,火花逐渐变大变亮,密度增加。随后,样品表面开始均匀地出现放电弧斑。弧斑较大,密度较高,随电流密度的增加而变亮,并伴有强烈的爆鸣声,此时即进入微弧氧化阶段。 

  (4)熄弧阶段

  微弧氧化阶段末期,电压达到最大值,陶瓷层的生长将出现两种趋势。一种是样品表面的弧点越来越疏并最终消失,表面只有少量的细碎火花,这些火花最终消失,爆鸣声停止。另一种是表面只有少量的细碎火花,这些火花最终会完全消失,同时其他一个或几个部位突然出现较大的弧斑。这些较大的弧斑光亮刺眼,可以长时间保持不动,并且产生大量气体,爆鸣声增加。 

  维护氧化技术的优点及存在问题

  微弧氧化技术是在阳极氧化的基础上发展起来的,工艺上有着突出的特点:(1)电解液呈弱碱性,对环境没有污染;(2)工艺简单,对工件的预处理只要求表面去油去污,不需去除表面的自然氧化层,适用于大规模自动化产生;(3)微弧氧化可以一次完成,也可以分几次完成,而阳极氧化一旦中断就必须重新开始;(4)不需要真空或低温条件。


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本文作者2020-7-11 17:55
镁途
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