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久印微弧氧化技术研究

时间:2018-12-07 10:16:55 来源: 作者: 点击:

久印微弧氧化技术有限公司主要从事微弧氧化技术的开发已经有15年之久,侧重于产业化研究。铝合金、镁合金和钛合金经过微弧氧化处理后其产品具有隔热、耐磨、耐蚀、不褪色、不反光、绝缘、耐有机溶剂、亲水等特性。 一、微弧氧化技术原理 微弧氧化技术是一种在金属表面原位生长陶瓷膜的一种高新技术,其基本原理类似于阳极氧化技术,所不同的是利用等离子体弧光放电增强了在阳极上发生的化学反应。即是把铝、镁、钛、铌、钽等金属工件作为阳极放入处理槽中,通电后金属表面通过阳极氧化立即生成很薄一层氧化物绝缘膜。形成完整的绝缘膜是进行PECC的必要条件,当工件上施加的电压超过某一临界值,电压从阳极氧化的法拉第区域进入高压放电区,这时绝缘膜上某些薄弱部位被击穿,发生微弧放电现象,浸在溶液里的工件表面可以看到无数个游动的弧光或火花,每个弧点存在时间很短,只有毫秒量级,但等离子体放电区域瞬间温度很高,一般认为在2000℃以上(Al2O3的熔点是2050℃)。在此区域内金属及其氧化物发生瞬间熔化,使氧化物产生相结构的变化。每次放电结束后,微弧区熔融物又快速凝固,恢复该局部区域的绝缘性。由于击穿总是在氧化膜相对薄弱部位发生,同时,参与反应并形成陶瓷相的物料离子在液体中受电场力作用,可均匀传输到基体附近的空间,因此最终生成的氧化膜是均匀的。因为该氧化膜是在瞬间高温烧结产生的具有陶瓷相结构和陶瓷性能的膜层,所以又称为陶瓷膜。 微弧氧化通过溶液使工件保持常温,又创造了局部的瞬间高温,这是该技术的独特之处。微弧氧化技术不同于常规的阳极氧化技术,它在工作中使用较高电压,在微弧氧化过程中,化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在,微弧放电区和其余未放电区都对膜层沉积有贡献,因此陶瓷氧化膜的形成过程非常复杂。微弧氧化同阳极氧化的最大区别在于微弧氧化时微等离子体高温高压区瞬间烧结作用使无定形氧化物变成晶态相,如铝合金表面微弧氧化膜主要由α- Al2O3和γ- Al2O3相组成。 微弧氧化工艺流程非常简单,所用电解液对环境基本无污染,属于国家推广技术,是阳极氧化的替代技术。 微弧氧化技术采用高频脉冲的控制方式,陶瓷化处理过程中的烧结能量、沉积速率及反应速度等关键因素能得到有效的合理控制,加上处理液配方的优化选配与反应能量控制系统的最佳匹配以及合理的工艺路线与工艺控制,从而使得微弧氧化陶瓷膜层的均匀性、粗糙度、硬度、附着力、耐蚀性等工件质量技术性能指标得到可靠保证,工件处理的良品率高,大批量生产的稳定性好。 微弧氧化技术的产业化生产的可靠性与稳定性已经在我公司十五年的产业化过程中得到很好验证,经过不断的技术革新与完善,微弧氧化技术已属成熟的可产业化的高新技术。 二、微弧氧化技术的应用 1、隔热研究 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理使其在隔热方面大大提高其性能,应用于铝合金活塞、镁合金和钛合金的军工产品。 2、耐磨研究 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理使其在耐磨方面大大提高其性能,应用于铝合金、、镁合金和钛合金的产品,性能优于阳极氧化,主要用于高端产品,如铝合金轴承、铝合金刀具、铝合金、镁合金和钛合金的运动部件,铝合金兵器部件,已经通过兵装集团的鉴定。 3、耐腐蚀研究 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理使其在耐腐蚀方面大大提高其性能,主要应用于海上等恶劣环境下使用铝合金、镁合金的军工产品。 4、不褪色研究 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理,处理后的产品永不褪色。如用于枪械件的产品加工,替代硬质阳极氧化染色技术。 5、不反光研究 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理,处理后的产品不反光,使其具有消光功能。用于瞄镜等光学部件。 6、绝缘 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金、钛合金进行处理的绝缘性,用于铝合金、镁合金、钛合金产品壳体等。 7、亲水性 利用微弧氧化技术对铝合金、镁合金进行处理的亲水性,用于一些既需要耐腐蚀耐磨又具有亲水性要求的产品, 8、微弧氧化复合膜 由于微弧氧化膜层和基体相连的是致密层,表面是微孔层,微孔在百纳米至微米级别,这样和高分子材料及纳米材料的结合非常好,还可以在微弧氧化膜层的基础上附着高分子材料和纳米材料,使得其膜层性能在微弧氧化膜层的基础上还可以得到提高,使得其应用范围还可以得到大大拓展,应用更广泛。


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