铝合金微弧氧化工艺
铝及铝合金的微弧氧化技术
铝及铝合金的微弧氧化技术1．技术内容及技术关键（1）微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。
其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。
（2）微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。
例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。
阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。
（3）影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。
对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。
对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。
②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。
不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。
微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。
溶液的pH范围一般在9～13之间。
根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。
在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。
表面微弧氧化处理
表面微弧氧化处理1. 简介表面微弧氧化是一种通过在金属表面形成氧化层来提高其耐磨损、耐腐蚀和硬度的表面处理技术。
这种处理方法通常应用于铝合金、镁合金等金属材料上，可以在表面形成一层富含氧化物的陶瓷涂层，从而改善材料的性能。
2. 表面微弧氧化的过程表面微弧氧化是通过在金属表面形成电解液中的微弧放电来实现的。
以下是该过程的步骤：1.清洁处理：首先将金属样品经过清洁处理，去除表面的污垢和油脂。
这可以通过使用碱性溶液或机械方法来完成。
2.电解液准备：准备一种适合表面微弧氧化的电解液。
通常会使用含有氢氟酸、硼酸和硝酸盐等成分的电解液。
3.电解槽设置：将金属样品浸泡在电解槽中，使其成为阴极。
另外，将阳极也放入电解槽中，以形成微弧放电。
4.微弧放电：在设定好的电流和电压下，通过阳极和阴极之间的放电来产生微弧放电。
这些微弧放电会在金属表面上形成一个微米级的陶瓷涂层。
5.后处理：经过微弧放电后，将样品取出，并对其进行后处理。
这可能涉及到清洗、除去残留的电解液或对陶瓷涂层进行进一步的改善。
3. 表面微弧氧化的优点表面微弧氧化处理具有许多优点，使其在许多领域得到广泛应用：•耐磨损：表面微弧氧化后的陶瓷涂层具有极高的硬度，可以提供出色的耐磨损性能。
这种处理方法通常被应用于汽车和航空行业中的零部件，以提高其耐用性。
•耐腐蚀：微弧氧化的陶瓷涂层可以在金属表面形成一层氧化物，从而有效地防止金属与外界环境接触，从而提供了出色的耐腐蚀性能。
•表面改性：表面微弧氧化可以改变金属表面的化学和物理性质，从而改善其润滑性、表面粗糙度和生物相容性等方面的性能。
•良好的附着力：微弧氧化后的陶瓷涂层与基材具有很好的附着力，不易剥落或剥离。
4. 应用领域表面微弧氧化处理已经广泛应用于许多领域，包括但不限于以下领域：•汽车工业：用于改善汽车发动机零部件的耐磨损和耐腐蚀性能，如活塞、缸套等。
•航空航天工业：用于改善飞机发动机的耐磨损、耐腐蚀和热阻性能。
铝及铝合金的微弧氧化技术
铝及铝合金的微弧氧化技术1.技术内容及技术关键(1)微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。
其工艺流程如下：铝基工件7化学除油7清洗7微弧氧化7清洗7后处理7成品检验。
(2)微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成：K2SiO3 砂10g/L, Na2O2 4〜6g/L, NaF 0.5〜 1g/L, CH3COONa 23g/L, Na3VO3 1 〜3g/L;溶液pH 为11 〜13;温度为20〜50 C;阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V,并保持5〜10S,然后将阳极氧化电压上升至450V,电解5〜10min。
例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O・nSiO2 (钾水玻璃)水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min; 第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。
阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20〜50 Co(3)影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。
对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。
对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件, 经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。
②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。
不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。
微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。
溶液的pH 范围一般在9〜13之间。
根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。
在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。
铝合金微弧氧化工艺流程
铝合金微弧氧化工艺流程
铝合金微弧氧化工艺是一种广泛应用于金属表面处理的先进现代
新工艺，主要利用微弧原理和电解质的氧化作用，在铝表面上一层薄膜。
铝合金微弧氧化工艺的流程包括准备工序、表面处理工序和完成
工序三部分。
第一步是对工件的表面进行清洁，以移除淤积的油、污垢、氧化
物等。
如果表面严重破损或脱落，应补加微弧氧化剂以处理凹陷现象。
第二步是将铝合金表面处理成微弧氧化处理形式，即在表面形成
一层微弧氧化膜。
根据需要选择氧化电流强度、脉冲强度、氧化时间
和水洗浓度等参数，在电解槽内以微弧方式进行氧化处理，这种氧化
处理过程耗时较长，可能需要2小时以上，但是这个过程中得到的硬
度和耐磨性非常高，并且可以使表面更加美观。
最后的工序是将表面形成的氧化膜遍布到表面，同时完成工件的
尺寸精密度、表面光洁度和外形整体美观度的控制任务。
铝合金微弧
氧化工艺可以将低价普通铝制成品表面进行致密、硬化、耐磨性改善
处理，它可以满足多种不同表面要求，坚固耐用，有良好的抗腐蚀性，是工业应用的理想选择。
铝合金微弧氧化(MAO)
铝合金微弧氧化（MAO）1.微弧氧化概述微弧氧化也称微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
2.微弧氧化现象及其特点在阳极氧化过程中，当铝合金上施加的电压超过一定范围时，铝合金表面的氧化膜就会被击穿。
随着电压的继续不断升高，氧化膜的表面会出现辉光放电、微弧和火花放电等现象。
表面辉光放电的温度比较低，对氧化膜的结构影响不大；火花放电温度，甚至可能使铝合金表面熔化，同时发射出大量的电子及离子，使火花放电区出现凹坑及麻点，这对材料表面是一种破坏作用；只有微弧去的温度适中，即可使氧化膜的结构发生变化，有不造成铝合金材料表面的破坏，微弧氧化就是利用这个温度区对材料表面进行改造处理的。
铝合金说施加的电压变化所产生的辉光、微弧和火花放电区域在微弧氧化的过程下，原来生成的氧化膜不会脱落，只有表面一部分氧化膜可能会被粉化而沉淀在溶液中。
铝合金表面可以继续氧化，随着外加电压的升高，或时间的延长，微弧氧化膜厚度不会继续增加，直至达到外加电压对应的最终厚度。
在工艺过程中，随着微弧氧化膜厚度的增加，微弧的亮度会逐渐暗淡下去，直至最后消失。
但是微弧消失后，只要微弧消失后，只要外加电压继续存在，氧化膜还好继续生长，从实际中发现，微弧氧化膜的最大厚度可以达到200~300μm。
微弧氧化与普通阳极氧化一样，也存在着表面氧化和氧离子渗透到基体内与铝离子氧化结合，俗称渗透氧化的过程。
实际发现有大约70%的氧化层存在于铝合金的基体中，因此样品表面的几何尺寸变动不大。
由于渗透氧化，氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡层，使氧化膜和基体呈闹牢固的冶金结合，不易脱落，这也是微弧氧化优于电镀和喷涂的地方。
解析铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺
解析铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺摘要：随着国防工业的需要，对铝合金材料的抗腐蚀、高强度和高硬度等性能提出了更高的要求。
铝合金材料表面氧化处理逐渐发展起来，其中以铝基材料阳极氧化与微弧氧化为主要的处理工艺，两种氧化工艺处理后的基体材料表面原位生成一层致密均匀的氧化层，该陶瓷层具有与基体结合牢固、结构致密、具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘特性等，因而具有更加广阔的应有前景。
本文就从铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺展开分析。
关键词：铝合金表面；微弧氧化；阳极氧化；工艺1、工艺机理及特点1.1阳极氧化工艺机理及其特点阳极氧化工艺是在电解槽中，通过电化学反应，以Al基材料为阳极，酸性（H2SO4）为主要电解液，通电反应，在电化学与化学溶解两个过程同时作用下直接在基体材料表面生成致密的Al2O3，其工艺过程是膜层生成与溶解的一个动态平衡过程。
通过调整工艺参数，可制备出厚度5-80um的陶瓷层，其陶瓷层不同于自然氧化而成的非晶态氧化膜，其陶瓷层孔隙率低，致密均匀，因此表现出更优的膜层性能。
阳极氧化工艺按其电流型式可分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性质分有：普通膜（5~15）、硬质膜（40~80）、半导体作用的阻挡层等阳极氧化法。
其中直流电（H2SO4）阳极化在生产中应用最多，实践证明（H2SO4）阳极氧化适用于铝基材料表面处理；可改变时间及温度制备出不同厚度膜层，膜层物理吸附能力强易着色；同时处理电压（15~25）V较低，不必调整电压周期温度也易控制；便于生产自动化及操作简便化。
1.2微弧氧化工艺机理及其特点微弧氧化工艺是在弱碱性溶液中，通过高压，化学及电化学和等离子体放电作用，在基体材料表面生成一层以其金属氧化物为主具有陶瓷性能的保护性氧化膜。
初始阶段与阳极氧化工艺类似，随着电压增大，其反应进入火花、微弧和弧光放电这三个阶段。
微弧阳极氧化工艺
微弧阳极氧化工艺微弧阳极氧化工艺是一种常用于铝及其合金表面处理的技术，通过在电解液中施加电压，使铝表面形成致密均匀的氧化膜，提高铝材的表面硬度、耐蚀性和耐磨性。
本文将从工艺原理、工艺参数、工艺步骤和应用领域等方面对微弧阳极氧化工艺进行相关介绍。
1. 工艺原理：微弧阳极氧化工艺是利用铝材作为阳极，将阳极与阴极以及电解液中的两极板之间形成电解质系平行电极的条件下，通过施加直流电压，在阳极表面产生某一电位时，电解液中的铝氧化产物将沉积在阳极表面，并与阳极本体形成氧化膜。
阳极氧化形成的氧化膜具有多孔性的特点，孔径直径一般在几个纳米到几十纳米之间。
2. 工艺参数：微弧阳极氧化工艺中常用的工艺参数包括电流密度、电解液成分和电解液温度等。
（1）电流密度：电流密度是指单位面积上通过的电流，一般用A/cm2来表示。
电流密度的选取会对氧化膜的厚度、硬度和颜色有一定影响，一般需要通过试验确定最佳的电流密度。
（2）电解液成分：电解液成分主要包括电解质、助剂和添加剂。
电解质一般采用硫酸、硫酸铝和磷酸等，助剂可以改善电解液的导电性能和对阳极表面的润湿性。
（3）电解液温度：电解液温度对氧化膜的厚度和表面特性有一定影响。
过高的温度会导致氧化膜厚度减小，过低的温度则会影响氧化膜的致密性。
3. 工艺步骤：微弧阳极氧化工艺一般包括预处理、电解液配制、电解液浸泡和微弧阳极氧化等步骤。
（1）预处理：包括去污、脱脂和抛光等工序，旨在清除铝表面的杂质和氧化层，为后续的氧化过程做好准备。
（2）电解液配制：根据工艺要求，按一定比例将电解质、助剂和添加剂等配制成电解液。
（3）电解液浸泡：将铝材浸泡在电解液中，使其与电解液充分接触，准备进行微弧阳极氧化。
（4）微弧阳极氧化：在电解质中通过施加直流电压，使阳极表面产生微弧放电，从而形成氧化膜。
根据需要可以进行单次氧化或多次氧化来控制氧化膜的厚度。
4. 应用领域：微弧阳极氧化工艺广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子等领域。
高铁用大型复杂铝合金铸件的微弧氧化技术与应用
高铁用大型复杂铝合金铸件的微弧氧化技术与应用近年来，高铁的发展已经成为国家发展的关键领域之一。
作为高铁运行中的重要组成部分，大型复杂铝合金铸件的质量和性能对高铁的安全运行起着至关重要的作用。
微弧氧化技术作为一种先进的表面处理技术，已经得到了广泛的关注和应用。
本文将介绍大型复杂铝合金铸件的微弧氧化技术，并探讨它在高铁中的应用。
首先，我们需要了解什么是微弧氧化技术。
微弧氧化技术是一种在铝合金表面形成复合氧化物陶瓷涂层的表面处理技术。
它是利用高电压脉冲电流在铝合金表面产生复杂的物理和化学反应，形成致密、硬度高且耐磨损的陶瓷涂层。
这种涂层具有优越的性能，包括耐蚀性、耐磨性、绝缘性和导电性等，能够大大提高铝合金铸件的使用寿命和稳定性。
在大型复杂铝合金铸件的制造过程中，微弧氧化技术可以发挥重要的作用。
首先，微弧氧化技术可以改善铝合金铸件的表面性能。
通过形成均匀致密的复合氧化物涂层，可以增强铝合金的硬度和耐磨性，从而减少摩擦和磨损对铝合金铸件的影响。
其次，微弧氧化技术可以提高铝合金铸件的耐腐蚀性能。
铝合金在潮湿和腐蚀环境中容易产生腐蚀，而微弧氧化技术形成的陶瓷涂层能够有效保护铝合金铸件不受腐蚀的侵害。
此外，微弧氧化技术还可以改善铝合金铸件的绝缘性和导电性，为高铁运行中的电气连接提供良好的基础。
在高铁领域，大型复杂铝合金铸件的微弧氧化技术已经得到了广泛的应用。
例如，在高铁车身外壳上使用微弧氧化技术可以增强铝合金铸件的机械强度和抗磨性，从而提高车身的稳定性和安全性。
此外，微弧氧化技术还可以用于高铁轮轴箱体的表面处理，提高轮轴箱体的耐腐蚀性和耐磨性，延长其使用寿命。
然而，大型复杂铝合金铸件的微弧氧化技术在应用过程中也面临一些挑战和问题。
首先，铝合金铸件的表面形状复杂，涂层的形成和均匀性难以保证。
其次，微弧氧化技术的设备和工艺条件对大型复杂铝合金铸件来说较为复杂，需要进一步研究和优化。
此外，微弧氧化涂层的附着力和稳定性也需要关注，以确保铝合金铸件的使用寿命。
铝合金微弧氧化
铝合金微弧氧化铝合金微弧氧化是一种新型的表面处理工艺，它利用微弧氧化原理，将金属与非金属整合在一起，以获得坚固、美观的氧化膜保护层，有效提高材料的抗腐蚀性和耐磨性。
于其良好的抗腐蚀性能，铝合金微弧氧化已成为航空航天、汽车制造、建筑和其他行业应用前沿技术。
铝合金微弧氧化是一种新型的复合材料表面处理技术，它充分利用微弧氧化机理，在金属基体表面形成一层具有坚固、稳定性能的复合材料氧化膜，从而形成一种防护层，以抗腐蚀和耐磨性为主。
铝合金微弧氧化的特点是制备简单、成本低、效率高，它的复合材料氧化膜表面坚硬耐磨，耐腐蚀性能优异。
由于它具有低温、低能量、低污染特点，宁静温度不高，所有物质都不产生热量损失，因此，铝合金微弧氧化很容易控制参数，从而获得合理的氧化膜目标。
另外，铝合金微弧氧化能够产生坚固的连接，其连接强度可达到金属材料的一半，大大提高了材料的性能，有利于进一步改善尺寸精度和表面质量。
由于其良好的抗腐蚀性能，铝合金微弧氧化已被多个行业使用，如航空航天、汽车制造、建筑及其它行业。
在航空航天行业，由于高温和强腐蚀性环境，对机翼和机身进行微弧氧化可提高材料耐腐蚀性，使机械结构承受高温高负荷的能力更强。
在汽车制造行业，利用铝合金微弧氧化工艺，可以制备出车身表面鲜艳的装饰件，形成抗冲击的保护层，可以防止车身漆面磨损而变旧。
在建筑行业，铝合金微弧氧化可以用于建筑物外墙表面，增强材料对外界环境的抗腐蚀性能，有效延长建筑物的使用寿命。
此外，可以用于工厂管道、桥梁和锅炉等设备上，以使其具有更高的耐腐蚀性和抗磨损性能。
总之，铝合金微弧氧化是一种在金属基体上形成复合材料氧化膜的新型表面处理工艺，具有低温、低能量、低污染、简便可靠、成本低廉等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和其他行业。
微弧氧化铝合金实验.
微弧氧化铝合金实验一、实验目的：1.大概了解微弧氧化工艺的原理、操作步骤以及其对材料的强化方式。
2.通过实验与“材料性能学”的理论知识相结合。
二、实验原理：微弧氧化又叫等离子阳极氧化，微弧氧化是从传统的阳极氧化过程中衍化来的，是在阳极氧化的过程中，对阳极施加高强度的电压，造成电流击穿阳极的过程，突破了传统的阳极氧化对电压，电流的限制。
在击穿的过程中，会在金属形成的阳极氧化薄膜上发生弧光放电现象，从而形成放电通道，在微弧放电的过程中，会形成高温高压的条件，从而使金属表面生成优与原来的普通阳极氧化形成的氧化膜。
微弧氧化就是将原来的普通阳极氧化的法拉第区引入到高压放电区域，克服原来普通阳极氧化对于难以快速生成的，低效率的缺陷，极大提高了膜层的综合性能。
提高了基体与氧化层的结合力，结构致密，力学性能好，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。
并且该工艺操作简单，不繁琐，不会产生对环境有污染的副产品，具有广阔的应用前景。
三、实验设备及材料：试样及实验药品：30mm*25mm*2mm的LY12板材若干、微弧氧化溶液3份实验设备：JHMAO-220/10A型便携式微弧氧化电源（图1）、超声波清洗机（图2）、TT260覆层测厚仪（图3）、HXD-1000TMC/LCD型显微硬度计、热镶嵌仪（图4）、MSD倒置金相显微镜及图像分析系统、烟雾腐蚀测量仪图1JHMAO-220/10A型便携式微弧氧化电源图2超声波清洗机图3TT260覆层测厚仪及其探头图4热镶嵌仪四、实验步骤：1、工件前处理：除油除锈主要除去工件表面的各种油脂，这些油污包括植物油、动物油和矿物油。
只有将这些油污彻底清除，才能达到工件的表面全部被水所润湿的目的。
2、抛光：使工件表面更加平整，微弧氧化膜层更加均匀。
3、超声波清洗机漂洗。
4、微弧氧化：（1）根据试验方案及实验条件，称取所需的电解质，在1000ml烧杯中用去离子水溶解。
（2）将配置好的溶液放入冷却水槽中，按要求连接好阴极和阳极，注意确保工件和线路良好的接触，否则氧化时会因接触不良产生局部漏电现象。
铝合金微弧氧化(MAO)
铝合金微弧氧化（MAO）1.微弧氧化概述微弧氧化也称微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
2.微弧氧化现象及其特点在阳极氧化过程中，当铝合金上施加的电压超过一定范围时，铝合金表面的氧化膜就会被击穿。
随着电压的继续不断升高，氧化膜的表面会出现辉光放电、微弧和火花放电等现象。
表面辉光放电的温度比较低，对氧化膜的结构影响不大；火花放电温度，甚至可能使铝合金表面熔化，同时发射出大量的电子及离子，使火花放电区出现凹坑及麻点，这对材料表面是一种破坏作用；只有微弧去的温度适中，即可使氧化膜的结构发生变化，有不造成铝合金材料表面的破坏，微弧氧化就是利用这个温度区对材料表面进行改造处理的。
铝合金说施加的电压变化所产生的辉光、微弧和火花放电区域在微弧氧化的过程下，原来生成的氧化膜不会脱落，只有表面一部分氧化膜可能会被粉化而沉淀在溶液中。
铝合金表面可以继续氧化，随着外加电压的升高，或时间的延长，微弧氧化膜厚度不会继续增加，直至达到外加电压对应的最终厚度。
在工艺过程中，随着微弧氧化膜厚度的增加，微弧的亮度会逐渐暗淡下去，直至最后消失。
但是微弧消失后，只要微弧消失后，只要外加电压继续存在，氧化膜还好继续生长，从实际中发现，微弧氧化膜的最大厚度可以达到200~300μm。
微弧氧化与普通阳极氧化一样，也存在着表面氧化和氧离子渗透到基体内与铝离子氧化结合，俗称渗透氧化的过程。
实际发现有大约70%的氧化层存在于铝合金的基体中，因此样品表面的几何尺寸变动不大。
由于渗透氧化，氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡层，使氧化膜和基体呈闹牢固的冶金结合，不易脱落，这也是微弧氧化优于电镀和喷涂的地方。
铝及铝合金的微弧氧化技术
铝及铝合金的微弧氧化技术1．技术内容及技术关键（1）微弧氧化技术的内容和工艺流程铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。
其工艺流程如下:铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。
（2）微弧氧化电解液组成及工艺条件例1.电解液组成:K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L,Na3VO3 1~3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V,并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min.例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步:将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min.阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。
(3)影响因素①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。
对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。
对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整;而对于粗糙度较低的工件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。
②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键.不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。
微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液(如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等)，其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。
溶液的pH范围一般在9～13之间.根据膜层性质的需要,可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。
在相同的微弧电解电压下,电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快.③氧化电压及电流密度的影响：微弧氧化电压和电流密度的控制对获取合格膜层同样至关重要。
微弧阳极氧化工艺
微弧阳极氧化工艺微弧阳极氧化工艺是一种通过对金属表面进行阳极氧化处理来改善其表面性能的技术。
该工艺常用于铝合金、镁合金等金属的表面处理，能够提高其耐磨、耐腐蚀、耐热性能，同时还可以增加其外观质感。
微弧阳极氧化工艺的主要步骤包括预处理、阳极氧化、封孔和涂装等。
其中，预处理是非常关键的一步，它包括去油、去尘、除氧化皮等操作，以保证金属表面的清洁度和平整度。
预处理完成后，金属制品就可以进入阳极氧化工艺的主要阶段了。
在阳极氧化阶段，金属制品被放入含有电解液的电解槽中，同时作为阳极，在电解液中加上适当的电压和电流，使得阳极表面形成微弧放电。
微弧放电过程中，阳极表面会产生高温、高压等条件，从而使得金属表面氧化生成一个致密的氧化膜。
这个氧化膜可以提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，还可以增加其附着力，从而提高金属制品的使用寿命。
阳极氧化完成后，金属制品会进行封孔处理。
封孔是通过在氧化膜中形成微小的孔洞并填充密封材料来实现的。
封孔处理可以增加氧化膜的耐腐蚀性能，防止在使用过程中氧化膜被破坏。
最后，金属制品还可以进行涂装等后续处理来增加外观质感和耐候性。
在微弧阳极氧化工艺中，一般使用的电解液有硫酸、硫酸铝、硫酸铜等。
不同的电解液可以调整工艺参数，如电压、电流、处理时间等，从而获得不同颜色和厚度的氧化膜。
此外，微弧阳极氧化工艺还需要注意一些操作要点。
例如，电解液的浓度、温度和搅拌速度都会影响氧化膜的形成速度和质量，需要进行合理调控。
另外，阳极氧化过程中也要注意控制电流密度，避免过高的电流密度引起的局部放电，导致氧化膜的质量下降。
综上所述，微弧阳极氧化工艺是一种常用的金属表面处理技术，通过阳极氧化和封孔等步骤可以改善金属的表面性能和外观质感。
该工艺在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
铝合金微弧氧化
铝合金微弧氧化
铝合金微弧氧化是一种表面工艺，它可以根据设备的不同提供不同的功能和特性。
它是通过一组微电极传输小电流到金属表面，使表面局部发生氧化反应，形成致密，均匀的氧化膜。
该氧化膜具有良好的耐腐蚀、耐磨效果。
铝合金微弧氧化主要有三种形式，第一种是微孔氧化，第二种是微结晶氧化，第三种是微孔结晶氧化。
这三种氧化处理都可以提升金属表面的耐腐蚀性，其中第三种经过特殊氧化处理，表面更加粗糙，耐腐蚀性更强。
针对铝合金微弧氧化，首先应准备好必要的材料，如铝、电极、氧气等。
然后，把电极放置在铝表面的特定位置，以较小的电流开启连接内的氧气，进而激发出微弧通过外接电源，达到表面氧化目的。
之后要停止供电，并且电极不要立即拔出，应该定时注入冷却剂，以减少材料损耗和保护表面，并且有效缩短处理用时。
该工艺对材料的表面精度要求较高，如果金属表面有油污和零件尺寸公差过大，都容易对氧化膜碳化形成缺损，有可能造成产品质量大打折扣。
此外，氧化膜颜色深浅也是一个重要的考量因素，它不仅体现了氧化层的厚度，而且可以增强铝合金产品的美观度和审美感受。
另外，还有一些其他重要指标需要注意，如氧化电压和耐腐蚀性，这些都决定了该铝合金氧化处理的质量和成本。
关于铝合金微弧氧化，只有准备充分，按要求进行注意的氧化处理，才能达到理想的效果。
从设备运行的电流、氧气的流量、温度调节等都要在设定的参数范围内进行调节，达到最佳状态，避免了不必要的损失。
电镀加工：铝合金微弧氧化(MAO)
电镀加工：铝合金微弧氧化（MAO）
1.微弧氧化技术的原理：
微弧氧化也称微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
2.微弧氧化的特点
a.大幅度地提高了材料的表面硬度(HV＞1200)，超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度；
b.良好的耐磨损性能；
c.良好的耐热性及抗腐蚀性(CASS盐雾试验＞480h)，这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景；
d.有良好的绝缘性能，绝缘电阻可达100MΩ。
e.工艺稳定可靠,设备简单.反应在常温下进行，操作方便，易于掌握。
f.基体原位生长陶瓷膜，结合牢固,陶瓷膜致密均匀。
3.微弧氧化的应用
微弧氧化是一项新的铝合金表面处理技术，他把氧化铝的陶瓷性和铝合金的金属性结合起来，使铝合金表面具有更优良的物理化学性能。
但由于技术、经济等原因目前在我国应用不广泛。
但由于氧化膜的特殊性能可以在许多领域应用，包括航空汽车发动机、石化工业、纺织工业和电子工业等。
4.微弧氧化的不足
微弧氧化会造成火花放电、火花腐蚀，使产品表面比较粗糙，使用时要磨掉粗糙层，造成浪费。
能耗比较高是普通氧化的五倍。
铝合金微弧氧化
☆氧化电压 1)低压生成的膜孔径小、孔数多，高压使膜孔径大，孔数少， 但成膜速度快。 2)电压过低，成膜速度小，膜层薄，颜色浅，硬度低。电压 过高，易出现膜层局部击穿，对膜耐蚀性不利。 ☆溶液温度 1)温度低时，氧化膜的生长速度较快，膜致密，性能较佳， 但温度过低，氧化作用较弱，膜厚和硬度的数值都较低 2)温度过高，碱性电解液对氧化膜的溶解作用增强，致使膜 厚与硬度显著下降，且溶液易飞溅，膜层也易被局部烧焦 或击穿。
微弧氧化反应装置图如下：
1：电源 2：调压控制系统 5：冷却系统 6：电解槽
3：试样 7：阴极
4：搅拌器
2、微弧氧化的特点 ❶大幅度提高材料的表面硬度，显微硬度在1000-2000HV，最 高可达3000HV； ❷良好的耐磨损性能； ❸良好的耐热性和耐蚀性； ❹良好的绝缘性能，电阻可达100MΩ； ❺溶液为环保型，符合环保排放要求；
☆pH值
酸碱度过大或过小，溶解速度加快，氧化膜生长速度都会 减慢。 ☆溶液浓度 溶液浓度对膜的成膜速率、表面颜色、粗糙度都有影响。 ☆溶液电导率 溶液电导率影响微弧氧化膜的生长速度和致密度。
五、与其他氧化方式对比
六、应用
谢谢！
3、工艺流程
二、铝合金微弧氧化膜
1、膜层结构特征
铝合金微弧氧化膜表面形貌
表面显微3D照片
许多残留的放电气孔，孔周围有融化 的痕迹，说明放电瞬间温度确实很高。
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铝合金微弧氧化工艺
1,什么是微弧氧化
微弧氧化也叫陶瓷氧化、等离子氧化，是以铝、镁、钛金属及其合金置于 电解质水溶液中，施以高电压，利用电物理和电化学等复合工艺方法， 使材料表面产生火花放电微小斑点，在高压、高温、电场等因素的作用下， 金属表面形成优质陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
2，微弧氧化的工作原理 微弧氧化又称等离子微弧氧化，国外常称之为等离子体电解氧化 （简称MAO）。微弧氧化过程包括电化学反应和等离子体化学反应， 在外加电压未达到临界击穿电压之前，在阳极金属上发生的普通电化 学反应，生成一层很薄的非晶态氧化膜。当外加电压达到临界击穿电 压后，膜层上最薄弱的部位首先被击穿，随着电压继续增加，氧化膜 表面出现微弧放电现象，形成等离子体。微弧瞬间温度极高，不仅使 微弧区的基体合金发生熔融，也使周围的液体气化，并产生极高的电 压。在高温高压作用下，基本表面原有的氧化膜发生晶态转变，同时 电解液中的氧离子和其他离子也通过放电通道进入到微弧区，和熔融 的基体发生等离子化学反应。反应产物沉积在放电通道的内壁上，随 着微弧继续在试样表面其薄弱部位放电，均匀的氧化膜逐渐形成。虽 然局部瞬间温度很高，但由于表面受电解液的激冷作用，温度不会超 过100℃，从而使熔融态的氧化物在激冷作用下沉积在基体表面，堆 叠成陶瓷层
4，微弧氧化的特点 1)、微弧氧化后具有较高的硬度和抗磨性，可应用在航天航空的气缸和阀体、 纺织机械的导纱轮等。 2)、微弧氧化后表面形成细小微孔，能很好地吸附面漆，可大大提高机体与 涂层的结合力。用于铝、镁合金的汽车发动机罩盖、箱体等。 3)、微弧氧化形成的陶瓷膜能耐酸、耐碱、海水、盐雾等的腐蚀，可用作化 工，船舶、潜水艇等设备的防腐层。 4)、微弧氧化的陶瓷表面其绝缘强度可达到几百兆欧以上，耐高压达3000V。 5)、微弧氧化陶瓷层表面短时间内可耐受高达3000℃高温，提高铝、镁、钛 合金部件的表面工作温度，但持续耐高温受合金基体耐温影响
5，微弧氧化膜ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工艺流程
微弧氧化工艺一般流程为：
表面清洗——微弧氧化——清水冲洗——填充（此步骤主要用于制备耐蚀性膜） ——烘干或自然干燥。研究表明，碱清洗有利于提高微弧氧化层的抗腐蚀能力
6，微弧氧化陶瓷膜的控制参数 1). 2). 3). 4). 5). 6). 7). 8). 电源模式 直流VS交流，恒流OR恒压 电流密度 电压------正常500V 左右 脉冲频率和占空比 电解液体系 电解液的浓度 电解液的温度 添加剂
3，微弧氧化膜的构成 微弧氧化形成的陶瓷膜由疏松层(主要含r-Al203)和致密层(主要含a—Al203) 组成。从铝合金表面指向基体方向，由于熔融态氧化铝的冷却速率逐渐减小， 使得r相氧化铝(r一Al203)的含量逐渐减少，a相氧化铝(a—Al203)的含量逐渐 增多。疏松层晶粒粗大，膜层表面形貌不均匀，有许多微孔，力学性能较差： 致密层是微弧氧化陶瓷层的主体，结构致密，与基体的结合也十分紧密，显微 硬度超过2 000 MPA，耐磨、耐蚀和绝缘性能优良。疏松层和致密层犬牙交 错，没有明显的分界。