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先進制造
微弧氧化技術

項目簡介:

    微弧氧化（MAO- Microarc Oxidation）,，又稱微等粒子氧化或陽極火花沉積,，是一種在Al,、Mg,、Ti等有色金屬表面原位生長陶瓷膜的表面處理新技術,，技術上具有先進性,。該技術能夠極大地改善鋁,、鎂、鈦合金的耐磨損,、耐腐蝕,、耐熱沖擊及絕緣性能。微弧氧化過程中,，材料表面產(chǎn)生的現(xiàn)象具有明顯的四個階段：

    普通陽極氧化階段：材料表面產(chǎn)生大量的氣泡,，金屬光澤逐漸消失。此階段以表面氧化為主,，在電場的作用下,，材料表面產(chǎn)生一層帶有絕緣特性的氧化膜，隨著時間的延長,，氧化膜的厚度逐漸增加,，其承受的電壓越來越大，再加上材料表面有大量的氣體生成,，為等粒子的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件,。
    火花放電階段：材料表面產(chǎn)生大量的不穩(wěn)定的白色弧光，白色弧光在材料表面不斷移動,，弧光密度約為105個/cm2,。當電壓達到臨界電壓時,，初生的氧化膜被高壓擊穿，材料表面形成大量等粒子體微弧,，即所觀察到的白色弧光,。由于等粒子微弧形成的瞬間高溫高壓微區(qū)造成氧化膜熔融，等粒子體弧在微區(qū)消失,，電解液很快將熱量帶走,，熔融物迅速凝固，在材料表面形成多孔狀氧化層,；另一方面,，在電場的作用下材料其它表面不斷形成新的氧化膜，并被擊穿產(chǎn)生新的微弧,，擊穿總是發(fā)生在氧化膜薄弱微區(qū),，造成微弧點在材料表面不斷移動現(xiàn)象。

    微弧階段：產(chǎn)生紅色光澤弧斑,。多孔狀氧化層的微孔（氣孔）,，或是自身擴大或是與其它微孔聯(lián)成一體，形成導電通道,，從而出現(xiàn)較大的紅色光澤弧斑,，使氧化進一步向深層滲透。一段時間后,，內層可能再次形成較完整的電絕緣層,，隨著氧化膜的加厚，導電通道封閉,，使紅色弧斑減少直至消失,。

    弧放電階段：盡管弧斑已經(jīng)消失，然而微等粒子體現(xiàn)象依然存在,。

    四個階段結束后,，材料表面形成一層多孔狀、質地堅硬的陶瓷層,。

    微弧氧化裝置示意圖見圖1,。


    研究室在微弧氧化電源設備、電解液配方和批量化生產(chǎn)的工裝夾具等方面研究均取得了較大的成果,，已開發(fā)出可應用于工業(yè)化生產(chǎn)的微弧氧化專用交流高壓電源和直流脈沖高壓電源,；開發(fā)出多種槽液配方，并設計出可處理不同形狀的鋁,、鎂、鈦,、鈮等有色金屬部件的工裝夾具,。

應用范圍：
    本項目主要用于Al、Mg、Ti等有色金屬材料的表面處理,，達到提高材料耐磨損,、耐腐蝕、耐熱沖擊及絕緣性能的目的,。圖2和圖3分別是經(jīng)過微弧氧化處理的產(chǎn)品,。


 

主要技術指標:
    微弧氧化陶瓷膜成膜厚度因材料而不同，最大厚度可達230µm,，顯微硬度平均為1600HV,，最高可達3700HV。

市場應用前景:
    微弧氧化技術具有很多優(yōu)點,，如工藝簡單,、不引入有毒物，符合當今清潔生產(chǎn)發(fā)展的要求,，對要處理的零件形狀沒有特殊要求,，特別是對異型零件、孔洞,、焊縫的可加工能力強于其他表面陶瓷化工藝,，因此微弧氧化技術在軍工、航空,、航天,、鐵路、機械,、紡織,、汽車、醫(yī)療,、電子,、裝飾等許多領域有廣泛的應用前景。采用微弧氧化技術所制備的陶瓷膜同時具備了陽極氧化膜和陶瓷噴涂層兩者的優(yōu)點,，可以部分替代陽極氧化膜和陶瓷噴涂的產(chǎn)品,。

專利情況:
    已申請的專利：
200710063630.3  一種碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的表面處理方法
200710063631.8  一種在鎂合金表面制備透明膜的方法

合作方式:
    技術咨詢；技術轉讓,；單件或小批量件的表面處理,。