鋁及鋁合金的微弧氧化技術(shù)

1、鋁及鋁合金的微弧氧化技術(shù)作者：佚名文章來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載1技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵（ 1）微弧氧化技術(shù)的內(nèi)容和工藝流程鋁及鋁合金材料的微弧氧化技術(shù)內(nèi)容主要包括鋁基材料的前處理； 微弧氧化；后處理三部分。其工藝流程如下： 鋁基工件 化學(xué)除油 清洗 微弧氧化 清洗 后處理 成品檢驗。（ 2）微弧氧化電解液組成及工藝條件例 1.電解液組成：K2SiO3 5 10g/L，Na2O2 46g/L，NaF 0.5 1g/L，CH3COONa23g/L，Na3VO3 13g/L；溶液 pH 為 11 13；溫度為 2050；陰極材料為不銹鋼板；電解方式為先將電壓迅速上升至 300V，并保持 510s，然后將陽極氧化電

2、壓上升至 450V，電解 510min。例 2 兩步電解法，第一步：將鋁基工件在 200g/L 的 K2O·nSiO2（鉀水玻璃）水溶液中以 1A/dm2 的陽極電流氧化 5min；第二步：將經(jīng)第一步微弧氧化后的鋁基工件水洗后在 70g/L 的 Na3P2O7 水溶液中以 1A/dm2 的陽極電流氧化 15min。陰極材料為：不銹鋼板；溶液溫度為 2050。（ 3）影響因素合金材料及表面狀態(tài)的影響：微弧氧化技術(shù)對鋁基工件的合金成分要求不高，對一些普通陽極氧化難以處理的鋁合金材料， 如含銅、高硅鑄鋁合金的均可進行微弧氧化處理。 對工件表面狀態(tài)也要求不高， 一般不需進行表面拋光處理。 對

3、于粗糙度較高的工件， 經(jīng)微弧氧化處理后表面得到修復(fù)變得更均勻平整； 而對于粗糙度較低的工件，經(jīng)微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。電解質(zhì)溶液及其組分的影響： 微弧氧化電解液是獲到合格膜層的技術(shù)關(guān)鍵。 不同的電解液成分及氧化工藝參數(shù)， 所得膜層的性質(zhì)也不同。 微弧氧化電解液多采用含有一定金屬或非金屬氧化物堿性鹽溶液（如硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等），其在溶液中的存在形式最好是膠體狀態(tài)。溶液的 pH 范圍一般在 913 之間。根據(jù)膜層性質(zhì)的需要， 可添加一些有機或無機鹽類作為輔助添加劑。 在相同的微弧電解電壓下，電解質(zhì)濃度越大，成膜速度就越快，溶液溫度上升越慢，反之，成膜速度較慢，溶液溫度上升較快。氧化電

4、壓及電流密度的影響： 微弧氧化電壓和電流密度的控制對獲取合格膜層同樣至關(guān)重要。 不同的鋁基材料和不同的氧化電解液， 具有不同的微弧放電擊穿電壓（擊穿電壓：工件表面剛剛產(chǎn)生微弧放電的電解電壓） ，微弧氧化電壓一般控制在大于擊穿電壓幾十至上百伏的條件進行。 氧化電壓不同，所形成的陶瓷膜性能、表面狀態(tài)和膜厚不同， 根據(jù)對膜層性能的要求和不同的工藝條件， 微弧氧化電壓可在 200600V 范圍內(nèi)變化。微弧氧化可采用控制電壓法或控制電流法進行，控制電壓進行微弧氧化時， 電壓值一般分段控制， 即先在一定的陽極電壓下使鋁基表面形成一定厚度的絕緣氧化膜層； 然后增加電壓至一定值進行微弧氧化。當(dāng)微弧氧化電壓剛剛

5、達到控制值時，通過的氧化電流一般都較大，可達 10A/dm2 左右，隨著氧化時間的延長， 陶瓷氧化膜不斷形成與完善， 氧化電流逐漸減小，最后小于 1A/dm2。氧化電壓的波形對膜層性能有一定影響，可采用直流、鋸齒或方波等電壓波形。 采用控制電流法較控制電壓法工藝操作上更為方便，控制電流法的電流密度一般為 2 8A/dm2?？刂齐娏餮趸瘯r， 氧化電壓開始上升較快，達到微弧放電時，電壓上升緩慢，隨著膜的形成，氧化電壓又較快上升，最后維持在一較高的電解電壓下。溫度與攪拌的影響： 與常規(guī)的鋁陽極氧化不同， 微弧氧化電解液的溫度允許范圍較寬，可在 1090條件下進行。溫度越高，工件與溶液界面的水氣化越厲

6、害，膜的形成速度越快，但其粗糙度也隨之增加。同時溫度越高，電解液蒸發(fā)也越快，所以微弧氧化電解液的溫度一般控制在 2060范圍。由于微弧氧化的大部分能量以熱能的形式釋放， 其氧化液的溫度上升較常規(guī)鋁陽極氧化快， 故微弧氧化過程須配備容量較大的熱交換制冷系統(tǒng)以控制槽液溫度。 雖然微弧氧化過程工件表面有大量氣體析出， 對電解液有一定的攪拌作用， 但為保證氧化溫度和體系組分的均一，一般都配備機械裝置或壓縮空氣對電解液進行攪拌。微弧氧化時間的影響：微弧氧化時間一般控制在 1060min。氧化時間越長，膜的致密性越好，但其粗糙度也增加。陰極材料：微弧氧化的陰極材料采用不溶性金屬材料。 由于微弧氧化電解液多

7、為堿性液，故陰極材料可采用碳鋼， 不銹鋼或鎳。 其方式可采用懸掛或以上述材料制作的電解槽作為陰極。膜層的后處理： 鋁基工件經(jīng)微弧氧化后可不經(jīng)后處理直接使用， 也可對氧化后的膜層進行封閉，電泳涂漆，機械拋光等后處理，以進一步提高膜的性能。（ 4）微弧氧化的設(shè)備微弧氧化電源設(shè)備是一種高壓大電流輸出的特殊電源設(shè)備， 輸出電壓范圍一般為 0600V；輸出電流的容量視加工工件的表面積而定， 一般要求 610A/dm2。電源要設(shè)置恒電壓和恒電流控制裝置， 輸出波形視工藝條件可為直流、 方波、鋸齒波等波形。熱交換和制冷設(shè)備。 由于微弧氧化過程中工件表面具有較高的氧化電壓并通過較大的電解電流， 使產(chǎn)生的熱量大

8、部分集中于膜層界面處， 而影響所形成膜層的質(zhì)量，因此微弧氧化必須使用配套的熱交換制冷設(shè)備， 使電解液及時冷卻， 保證微弧氧化在設(shè)置的溫度范圍內(nèi)進行?？蓪㈦娊庖翰捎醚h(huán)對流冷卻的方式進行，既能控制溶液溫度，又達到了攪拌電解液的目的。（ 5）膜層的質(zhì)量檢測微弧氧化陶瓷膜層的質(zhì)量檢測目前無專門標(biāo)準(zhǔn)， 可采用鋁常規(guī)陽極氧化膜層性能的檢測標(biāo)準(zhǔn)。2優(yōu)缺點及使用范圍采用微弧氧化技術(shù)對鋁及其合金材料進行表面強化處理， 具有工藝過程簡單， 占地面積小，處理能力強，生產(chǎn)效率高，適用于大工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點。微弧氧化電解液不含有毒物質(zhì)和重金屬元素， 電解液抗污染能力強和再生重復(fù)使用率高， 因而對環(huán)境污染小，滿足優(yōu)質(zhì)清潔生

9、產(chǎn)的需要，也符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。微弧氧化處理后的鋁基表面陶瓷膜層具有硬度高 （ HV 1200），耐蝕性強（CASS鹽霧試驗 480h），絕緣性好（膜阻 100M ），膜層與基底金屬結(jié)合力強，并具有很好的耐磨和耐熱沖擊等性能。 微弧氧化技術(shù)工藝處理能力強， 可通過改變工藝參數(shù)獲取具有不同特性的氧化膜層以滿足不同目的的需要； 也可通過改變或調(diào)節(jié)電解液的成分使膜層具有某種特性或呈現(xiàn)不同顏色； 還可采用不同的電解液對同一工件進行多次微弧氧化處理，以獲取具有多層不同性質(zhì)的陶瓷氧化膜層。由于微弧氧化技術(shù)具有上述優(yōu)點和特點，因此在機械，汽車，國防，電子，航天航空及建筑民用等工業(yè)領(lǐng)域有著極其廣泛的

10、應(yīng)用前景。 主要可用于對耐磨、耐蝕、耐熱沖擊、高絕緣等性能有特殊要求的鋁基零部件的表面強化處理； 同時也可用于建筑和民用工業(yè)中對裝飾性和耐磨耐蝕要求高的鋁基材的表面處理； 還可用于常規(guī)陽極氧化不能處理的特殊鋁基合金材料的表面強化處理。 例如，汽車等各車輛的鋁基活塞，活塞座，汽缸及其他鋁基零部件；機械、化工工業(yè)中的各種鋁基模具，各種鋁罐的內(nèi)壁，飛機制造中的各種鋁基零部件如貨倉地板，滾棒，導(dǎo)軌等；以及民用工業(yè)中各種鋁基五金產(chǎn)品，健身器材等。微弧氧化技術(shù)目前仍存在一些不足之處， 如工藝參數(shù)和配套設(shè)備的研究需進一步完善；氧化電壓較常規(guī)鋁陽極氧化電壓高得多， 操作時要做好安全保護措施； 以及電解液溫度上

11、升較快，需配備較大容量的制冷和熱交換設(shè)備。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先?/p>

12、稱之曰愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所?！澳?”，是以眾議舉寵為督：親賢臣， 遠(yuǎn)小人， 此先漢所以興隆也； 親小人， 遠(yuǎn)賢臣， 此后漢所以傾頹也。 先帝在時，每與臣論此事， 未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。 侍中、尚書、 長史、 參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之明；故五月渡