微弧氧化设备系列教程 微弧氧化技术常识与原理 微弧氧化设备系列教程 一、基础介绍： 近年来，汽车、航空航天、海军、民用的轻量化设计越来越普 及，铝合金，镁铝合金，镁锂合金等运用愈来愈普遍。 高强度铝、镁、钛合金通过阳极氧化、喷漆处理后可提高铝、镁 合金的耐蚀性，不足之处在于涂层与基体的结合力差，在强腐蚀介 质的冲刷、冲击、腐蚀、高温下易脱落，耐磨性差。另外制程的环 保性较差。同时镁合金和压铸铝合金阳极氧化不稳定，难以形成稳 定的膜层。市场亟需一种合适的表面处理工艺。那就是微弧氧化： 微弧氧化电解实拍效果 微弧氧化设备系列教程 一、基础介绍： 微弧氧化（MAO）技术，是一种铝、镁、钛及其合金表面在电解液中 使其表面原位反应生成自身陶瓷氧化物的新技术。下图是微弧氧化主设 备示意图，从图中能够准确的看出将工件 做阳极，不锈钢电解槽 做阴极，置 5 4 于脉冲电场环境的电解液中，样品表面因受端电压作用而发生等离子体 放电，所产生的高温度高压力条件使微区的铝、镁原子与溶液中的氧结合生 成与基体以冶金方式结合的氧化铝或氧化镁陶瓷层。 微弧氧化设备系列教程 一、基础介绍： 基础原理： 微弧氧化的基础原理是使工作电压突破传统的阳极氧化的工作 电压范围（法拉第区），进入高电压放电区，在电极上发生 微等离子放电条件下，在基体材料（电极）上原位生成氧化 膜。微弧氧化过程是许多基本过程的总和，这些过程伴随着 热化学反应、电化学反应以及导电电极之间的物质输运等复 杂现象。 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： 膜层的制备方 法 按电源性质 按溶液性质 酸性电解液氧 碱性电解液氧 直流氧化法 交流氧化法 脉冲氧化法 化法 化法 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： 1. 满足制造的环保要求。 2.满足产品的表面性能要求。 铝、镁、钛合金盐雾试验测试结果（GB/T 10125-1997）（非民用，恒核科技测试结 果不代表全部的产品和所有公司） 盐 雾 测 试 结 果 对 比 4 0 T i+C RM （ 镀 铬 ） 0 3 T i+ M A O （ 微 弧 ） 0 0 0 3 M G +C RM （ 镀 铬 ） 0 0 2 M G +M A O （ 微 弧 ） 0 0 0 4 0 A L +C RM （ 镀 铬 ） 0 1 A L +A n o d iz e （ 阳 极 ） 0 0 0 2 A L + M A O （ 微 弧 ） 0 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 盐 雾 时 间 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： 各工艺处理膜层的腐蚀率与腐蚀时间 不同处理镁铝合金连接腐蚀的盐雾试验 的关系曲线.9 铬 化 处 理 20℃ % 0.8 阳 极 氧 化 / 0.7 率 0.6 蚀 0.5 35 ℃ 腐 0.4 0.3 0.2 0.1 50 ℃ 0.0 0 20 40 60 80 100 腐 蚀 时 间 /h 未处理 铬化处理 微弧氧化 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： LY12铝合金表面的微弧氧化膜层 Al合金表面生成的微弧氧化膜层以α-Al2O3和γ- Al2O3为主组成相，另有少量其他反应沉积物如 Al-Si-O等。 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： AZ91D镁合金表面的微弧氧化膜层（400V ） 镁合金表面的微弧氧化膜层以MgO和MgO2 为主组成相，另有少量其他反应沉积物如 Mg2SiO4等。 微弧氧化设备系列教程 二、制备方法及膜层特性： •优点主要有： 1）反应在溶液中进行，只要溶液可及都能成膜，对零件形状的适应能力强。 2 ）电解液中不含有害于人体健康的物质，反应过程也不会生成新的有毒物质，对环境无污染。 3 ）硬度高（HV:500～2500 ）、耐磨性好，和其他工艺相比与基体的结合牢固，能够有 效弥补轻合金表面不耐磨的缺陷。 4 ）膜层能经受高低温的变化，具备比较好的热匹配性。 5）膜层的绝缘性能优良（击穿电压可达3000-5000V ）。 6 ）膜层的表面上的质量较高，光洁度较好且易于着色，适合用作装饰涂层。 7 ）成本低、简单易操作，便于进行大规模生产。 •缺点主要有： 1）颜色种类较少，色泽不鲜亮，没办法做到折射率很高的表面。 2 ）整个膜层的厚度较小（﹤300 μm），硬度高、耐蚀能力强的致密层厚度通常只有总 厚度的1/4左右，表面为疏松结构层。 3 ）高能耗。微弧氧化反应在高电压、大电流模式下进行，耗能较大。（目前逆变技术和 高效配方已基本解决该问题） 4 ）遮蔽效果不好，微弧氧化高频振动高温度，一般的遮蔽效果很难达到。 微弧氧化设备系列教程 三、微弧氧化应用及方向： • 在俄罗斯, 由于陶瓷层出色的耐磨性和良好的膜基结合力, 微弧 氧化技术已经在
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