鎂合金微弧氧化技術
發布日期:2023-09-22 瀏覽次數:1247
目前廣泛采用的鎂合金表面改性方法主要有陽極氧化處理、微弧氧化處理、激光表面處理、離子注入和 磷化電泳處理等。但是,經過傳統的陽極氧化處理的鎂合金表面的氧化膜較薄、耐蝕性差及嚴重環境污染等問題,難以滿足防腐和環保的要求;離子注入和激光表面處理因成本和批量生產問題阻礙了其發展和產業化應用;磷化電泳處理工藝還不成熟、工藝過程復雜、廢水排放量大、環境污染嚴重,限制了其應用和發展。而微弧氧化是將Mg、 Al、Ti 等有色金屬置于電解液中,利用火花放電作 用在鎂合金表面生成陶瓷膜的方法。由于微弧氧化技術生成的陽極氧化膜與金屬基體結合力強、電絕緣性好、光學性能優良、耐熱沖擊、耐磨損、耐腐蝕,表面防護效果遠遠優于傳統的表面處理方法,同時該技術具有工藝簡單、效率高、無污染、處理工件能力強等優點,逐漸成為鎂合金常用的表面處理方法。
鎂合金微弧氧化是將樣品放入電解液中,通電 在表面經過火花放電生成很薄一層絕緣膜。具體的過程:活潑氧原子的產生;空間電荷在氧化物基體中的形成;在氧化物孔中產生氣體放電;膜層材料的局部融化;熱擴散、膠體微粒的沉積;帶負電的膠體微粒遷移進入放電通道;等離子體化學和熱化 學反應等,放電形式有電暈、火花、輝光、微弧、電弧等,反應非常復雜。
經過多年的研究,鎂合金微弧氧化技術已經有了長足的發展,但微弧氧化技術及其在鎂合金表面的理論研究和應用仍存在許多不足,亟待進一步完善:
(1) 微弧氧化陶瓷層表面存在大量的微孔,表面粗糙,致密度較低,嚴重影響陶瓷層的性能。近年來通過復合表面處理技術,如微弧-電泳復合處理工 藝等,可以提高耐磨和耐蝕性能,改善致密層質量,增強陶瓷層的性能。
(2) 由于稀土元素優異的改性性能,其可以使微弧氧化起弧時間短,起弧電壓下降明顯,氧化膜均勻,表面顏色更白,同時還可以增加氧化膜的厚度,使得稀土元素在微弧氧化中的作用愈加明顯,并且我國稀土資源豐富,開發稀土元素在微弧氧化 工藝中的應用有較大的意義。
(3) 交流脈沖電源在鎂合金微弧氧化過程中生長的陶瓷膜性能比直流電源生產的陶瓷膜的質量和性能高得多,因此交流脈沖電源模式將是微弧氧化技術的重要發展方向。
(4) 雖然鎂合金微弧氧化后性能要優于陽極氧化,但微弧氧化成本較高,因此開發成本低、可回收、再利用、無污染的電解液是微弧氧化技術研究 的關鍵。
微弧氧化層技術的應用和廣泛發展存在著諸多 限制性因素,為了大力促進微弧氧化技術的發展, 并實現工程化應用,開發無污染電解液是微弧氧化層技術的首要任務,完善工藝參數,降低成本,盡早實現抑制弧光能耗,解決鎂合金微弧氧化工業化應用的難題。
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