微弧氧化
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简述微弧氧化涂层零部件修复技术

发布日期:2019-05-29 作者: 点击:

钛合金广泛应用于航空航天、化工及生物医疗领域,但是其硬度较低,抗磨减摩性能差,限制了其应用,因此,利用表面改性技术改善钛合金的表面性能备受关注。通常常用的方法是进行化学处理或化学氧化,来提高和改善基体与涂覆层的结合力以及表面的耐蚀性能。但是,化学氧化所得到的氧化膜层较薄,耐蚀性和耐久性较差。钛合金表面的氧化膜使得在钛上进行化学镀、电镀难以实现。相比之下,微弧氧化处理目前普遍被认为是很有前途的钛合金表面处理方法。

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,这是该技术的特别之处。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。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。

微弧氧化工艺将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域,克服了硬质阳极氧化的缺陷,大大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点,而且工艺不复杂,不造成环境污染,是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术,在航空航天、机械、电子、装饰等领域具有广阔的应用前景。

扫描式微弧氧化打破传统微弧氧化加工布局方式。首先,将阴极转化成直径细小的内冲液式管状电极,作为扫描端使阴极极指向工件的待修复表面,并保持扫描端与阳极表面具有一定的放电间隙。再次,利用潜水泵把工作液通过管状阴极送进放电间隙。工作液装在具有外部水冷设施的槽中,放电后的工作液被回收到这个槽里,槽中安装搅拌器,保持工作液的浓度均匀温度在30℃。小型脉冲电源提供外场修复时微弧氧化的能量,使阴极在待修复工件表面按照预定的轨迹扫描生成陶瓷膜。

铝、镁合金大型零部件借助扫描式微弧氧化技术局部修复后,后续可采用喷涂或刷镀的方式继续进行涂装,满足零件于各种环境条件下的表面性能要求,最终实现表面防护膜层的恢复,提高轻合金零部件使用寿命。同时,通过可控连续扫描微弧氧化模式也可适应结构功能一体化大面积防护膜层的制备。

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