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微弧氧化
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簡述微弧氧化涂層零部件修復技術

發布日期:2019-05-29 作者: 點擊:

鈦合金廣泛應用于航空航天、化工及生物醫療領域,但是其硬度較低,抗磨減摩性能差,限制了其應用,因此,利用表面改性技術改善鈦合金的表面性能備受關注。通常常用的方法是進行化學處理或化學氧化,來提高和改善基體與涂覆層的結合力以及表面的耐蝕性能。但是,化學氧化所得到的氧化膜層較薄,耐蝕性和耐久性較差。鈦合金表面的氧化膜使得在鈦上進行化學鍍、電鍍難以實現。相比之下,微弧氧化處理目前普遍被認為是很有前途的鈦合金表面處理方法。

微弧氧化通過溶液使工件保持常溫,又創造了局部的瞬間高溫,這是該技術的特別之處。微弧氧化技術不同于常規的陽極氧化技術,它在工作中使用較高電壓,在微弧氧化過程中,化學氧化、電化學氧化、等離子體氧化同時存在,微弧放電區和其余未放電區都對膜層沉積有貢獻,因此陶瓷氧化膜的形成過程非常復雜。微弧氧化同陽極氧化的區別在于微弧氧化時微等離子體高溫高壓區瞬間燒結作用使無定形氧化物變成晶態相。微弧氧化工藝流程非常簡單,所用電解液對環境基本無污染,屬于國家推廣技術,是陽極氧化的替代技術。

微弧氧化技術采用高頻脈沖的控制方式,陶瓷化處理過程中的燒結能量、沉積速率及反應速度等關鍵因素能得到有效的合理控制,加上處理液配方的優化選配與反應能量控制系統的匹配以及合理的工藝路線與工藝控制,從而使得微弧氧化陶瓷膜層的均勻性、粗糙度、硬度、附著力、耐蝕性等工件質量技術性能指標得到可靠保證,工件處理的良品率高,大批量生產的穩定性好。

微弧氧化工藝將工作區域由普通陽極氧化的法拉第區域引入到高壓放電區域,克服了硬質陽極氧化的缺陷,大大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結合牢固,結構致密,韌性高,具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術具有操作簡單和易于實現膜層功能調節的特點,而且工藝不復雜,不造成環境污染,是一項全新的綠色環保型材料表面處理技術,在航空航天、機械、電子、裝飾等領域具有廣闊的應用前景。

掃描式微弧氧化打破傳統微弧氧化加工布局方式。首先,將陰極轉化成直徑細小的內沖液式管狀電極,作為掃描端使陰極極指向工件的待修復表面,并保持掃描端與陽極表面具有一定的放電間隙。再次,利用潛水泵把工作液通過管狀陰極送進放電間隙。工作液裝在具有外部水冷設施的槽中,放電后的工作液被回收到這個槽里,槽中安裝攪拌器,保持工作液的濃度均勻溫度在30℃。小型脈沖電源提供外場修復時微弧氧化的能量,使陰極在待修復工件表面按照預定的軌跡掃描生成陶瓷膜。

鋁、鎂合金大型零部件借助掃描式微弧氧化技術局部修復后,后續可采用噴涂或刷鍍的方式繼續進行涂裝,滿足零件于各種環境條件下的表面性能要求,Z終實現表面防護膜層的恢復,提高輕合金零部件使用壽命。同時,通過可控連續掃描微弧氧化模式也可適應結構功能一體化大面積防護膜層的制備。

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