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铝镁钛及其合金表面微弧氧化技术及设备

简介

--为用户提供全套微弧氧化工艺及成套设备

微弧氧化原理

从俄罗斯引进的微等离子体表面陶瓷化技术简称微弧氧化技术,是指利用弧光放电增强并激活在工件(阳极)上发生的微等离子氧化反应,从而在以铝、钛、镁等金属及其合金为材料的工件表面原位生成优质的强化陶瓷膜。

主要方式是通过在工件上施加电压,突破传统的阳极氧化电流、电压法拉第区域的限制。氧化电位由几十伏提高到几百伏。在一定电流密度下,致使在工件表面出现电晕、辉光、微弧放电,甚至火花放电,使工件表面在微弧等离子体高温高压下与电解质溶液相互作用,发生热化学、电化学及等离子化学反应形成陶瓷膜,进而达到工件表面改性强化,这种陶瓷膜与基体属冶金结合,结合强度好,硬度高,具有很高的耐磨、耐腐蚀、耐高压绝缘和抗高温冲击等特性,可以数倍乃至数十倍的提高工件的使用寿命,应用前景极其广阔。

微弧氧化原理示意图
微弧氧化膜层断面形貌图

工艺流程:去油→水洗→微弧氧化→纯水洗→封闭

陶瓷膜性能指标
材料 铝合金 镁合金 钛合金
外观 致密均匀,颜色一致 致密均匀,颜色一致 致密均匀,颜色一致
厚度 最大可达400μm 最大可达150μm 最大可达100μm
硬度 HV300~3000调控 HV300~1200调控 HV300~1200调控
耐盐雾试验 >1000小时 >1000小时 >3000小时
相对耐磨性 提高8~50倍 提高3~30倍 提高3~30倍
电绝缘性 >100MΩ >100MΩ >100MΩ
与基体结合强度

轴向拉伸>70Mpa

剪切>30Mpa

轴向拉>70Mpa

剪切>30Mpa

轴向拉伸>70Mpa

剪切>30Mpa
柔韧性 薄膜好
 注:以上各性能指标可根据需要选择。
工艺特点
  1. 大幅度地提高了材料的表面硬度,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,最高硬度可达3000HV。
  2. 良好的耐磨损性能,相对耐磨性能提高8~50倍;良好的耐热性能,可承受2000℃高温1min;良好的抗腐蚀性,耐盐雾试验>1000h无明显腐蚀;良好的绝缘性能,电绝缘电阻>100MΩ。
  3. 柔韧性强,陶瓷层厚30微米的铝片弯曲成30°角,陶瓷层完好无损;陶瓷层厚100μm的铝片弯曲断裂后,陶瓷层不开裂、不脱落。
  4. 基体原位生长陶瓷膜,冶金结合牢固,陶瓷膜致密均匀,颜色一致性好。
  5. 摩擦系数约0.18(干摩擦)。
  6. 工艺稳定可靠,设备工艺简单,效率高。
  7. 反应在常温下进行,操作方便,易于掌握。
  8. 溶液为环保型工艺,符合环保排放要求。
  9. 此工艺可替代并远优于阳极氧化工艺。
  10. 可以生成黑色陶瓷膜,达到良好光学物理性能。
  11. 氧化层生长速度:50~100μm/h。
  12. 耗电量:0.05~0.1KWh/μm.dm2。
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