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微弧氧化的影響因素有哪些?

發布日期:2017-06-06 作者: 點擊:

①合金材料及表面狀態的影響:微弧氧化技術對鋁基工件的合金成分要求不高,對一些普通陽極氧化難以處理的鋁合金材料,如含銅、高硅鑄鋁合金的均可進行微弧氧化處理。對工件表面狀態也要求不高,一般不需進行表面拋光處理。對于粗糙度較高的工件,經微弧氧化處理后表面得到修復變得更均勻平整;而對于粗糙度較低的工件,經微弧氧化后,表面粗糙度有所提高。

②電解質溶液及其組分的影響:微弧氧化電解液是獲到合格膜層的技術關鍵。不同的電解液成分及氧化工藝參數,所得膜層的性質也不同。微弧氧化電解液多采用含有一定金屬或非金屬氧化物堿性鹽溶液(如硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等),其在溶液中的存在形式膠體狀態。溶液的pH范圍一般在9~13之間。根據膜層性質的需要,可添加一些有機或無機鹽類作為輔助添加劑。在相同的微弧電解電壓下,電解質濃度越大,成膜速度就越快,溶液溫度上升越慢,反之,成膜速度較慢,溶液溫度上升較快。

③氧化電壓及電流密度的影響:微弧氧化電壓和電流密度的控制對獲取合格膜層同樣至關重要。不同的鋁基材料和不同的氧化電解液,具有不同的微弧放電擊穿電壓(擊穿電壓:工件表面剛剛產生微弧放電的電解電壓),微弧氧化電壓一般控制在大于擊穿電壓幾十至上百伏的條件進行。氧化電壓不同,所形成的陶瓷膜性能、表面狀態和膜厚不同,根據對膜層性能的要求和不同的工藝條件,微弧氧化電壓可在200~600V范圍內變化。微弧氧化可采用控制電壓法或控制電流法進行,控制電壓進行微弧氧化時,電壓值一般分段控制,即先在一定的陽極電壓下使鋁基表面形成一定厚度的絕緣氧化膜層;然后增加電壓至一定值進行微弧氧化。當微弧氧化電壓剛剛達到控制值時,通過的氧化電流一般都較大,可達10A/dm2左右,隨著氧化時間的延長,陶瓷氧化膜不斷形成與完善,氧化電流逐漸減小,小于1A/dm2。氧化電壓的波形對膜層性能有一定影響,可采用直流、鋸齒或方波等電壓波形。采用控制電流法較控制電壓法工藝操作上更為方便,控制電流法的電流密度一般為2~8A/dm2。控制電流氧化時,氧化電壓開始上升較快,達到微弧放電時,電壓上升緩慢,隨著膜的形成,氧化電壓又較快上升,維持在一較高的電解電壓下。

④溫度與攪拌的影響:與常規的鋁陽極氧化不同,微弧氧化電解液的溫度允許范圍較寬,可在10~90℃條件下進行。溫度越高,工件與溶液界面的水氣化越厲害,膜的形成速度越快,但其粗糙度也隨之增加。同時溫度越高,電解液蒸發也越快,所以微弧氧化電解液的溫度一般控制在20~60℃范圍。由于微弧氧化的大部分能量以熱能的形式釋放,其氧化液的溫度上升較常規鋁陽極氧化快,故微弧氧化過程須配備容量較大的熱交換制冷系統以控制槽液溫度。雖然微弧氧化過程工件表面有大量氣體析出,對電解液有一定的攪拌作用,但為保證氧化溫度和體系組分的均一,一般都配備機械裝置或壓縮空氣對電解液進行攪拌。

⑤微弧氧化時間的影響:微弧氧化時間一般控制在10~60min。氧化時間越長,膜的致密性越好,但其粗糙度也增加。


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