微弧氧化作為一種新興的鎂、鋁、鈦及其合金表面處理技術(shù)，由于其高效、節(jié)能、環(huán)保以及所得陶瓷層具有特殊的功能而引起了相關(guān)企業(yè)和學者的高度重視。由我公司和華南理工大學共
微弧氧化作為一種新興的鎂、鋁、鈦及其合金表面處理技術(shù)，由于其高效、節(jié)能、環(huán)保以及所得陶瓷層具有特殊的功能而引起了相關(guān)企業(yè)和學者的高度重視。由我公司和華南理工大學共同研制開發(fā)的鋁、鎂合金表面微弧氧化（亦稱表面陶瓷化處理）技術(shù)已進入產(chǎn)業(yè)化推廣階段。該技術(shù)包括微弧氧化電源設(shè)備和鋁、鎂合金表面微弧氧化技術(shù)兩個部分。 50kW微弧氧化雙逆變電源技術(shù)參數(shù)型號 JYW-50 額定功率 50kVA 負載持續(xù)率 100% 額定輸入電壓 3ΦAC380V±10%50Hz 輸出方式直流、脈沖、變極性脈沖輸出頻率 0～1kHz 正脈沖電壓 0～800V 負脈沖電壓 0～-800V 平均電流 0～50A 工藝時間 0～999min 正負脈沖占空比 0～90% 冷卻方式水冷存儲工藝。
微弧氧化(Microarc oxidation，MAO)又稱微等離子體氧化(Microplasma oxidation, MPO)，是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用，生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。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,因此陶瓷層的形成過程非常復雜,至今還沒有一個合理的模型能全面描述陶瓷層的形成。
微弧氧化工藝將工作區(qū)域由普通陽極氧化的法拉第區(qū)域引入到高壓放電區(qū)域，克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)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(shù)具有操作簡單和易于實現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點，而且工藝不復雜，不造成環(huán)境污染，是一項全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)，在航空航天、機械、電子、裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
微弧氧化技術(shù)的原理及特征：
微弧氧化或微等離子體表面陶瓷化技術(shù),是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上，利用弧光放電增強并激活在陽極上發(fā)生的反應(yīng)，從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強化陶瓷膜的方法，是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜，達到工件表面強化的目的。
微弧氧化技術(shù)的突出優(yōu)點是：（1）大幅度地提高了材料的表面硬度，顯微硬度在1000至2000HV，最高可達3000HV，可與硬質(zhì)合金相媲美，大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度；
（2）良好的耐磨損性能；
（3）良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應(yīng)用中的缺點，因此該技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景；
（4）有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達100MΩ。
（5）溶液為環(huán)保型，符合環(huán)保排放要求。（6）
工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備簡單。
(7)反應(yīng)在常溫下進行，操作方便，易于掌握。
（8）基體原位生長陶瓷膜，結(jié)合牢固,陶瓷膜致密均勻。
微弧氧化所需設(shè)備：
1、輸入電源：微弧氧化電源采用三相380V電壓。 2、微弧氧化電源，因電壓要求較高(一般在510—700V之間)，需專門定制。通常配備硅變壓器。
電源輸出電壓：0—750V可調(diào)
電源輸出最大電流：5A、10A、30A、50A、100A等可選。
3、微弧氧化槽及配套設(shè)施：槽體可選用PP、PVC等材質(zhì)，外套不銹鋼加固?？赏饧永鋮s設(shè)施或配冷卻內(nèi)膽。 4、掛具及陰極材料
掛具可選用鋁或鋁合金材質(zhì)，陰極材料選用不溶性金屬材料，推薦不銹鋼。
微弧氧化槽液：微弧氧化主要針對鋁、鎂、鈦等材質(zhì)。鋁鈦可選用同一種液體。
1.氧化液密度：不同液體有不同比重，大體比重在1.0—1.1不等。
2.氧化液工作電壓：400V—750V。
3.電流密度：液體不同，工件電流密度不同。大體約：每平方分米0.01—0.1安培。但也有大電流情況出現(xiàn)，且超過每平方分米8安培。
4.微弧氧化時間：10—60分鐘，時間越長，膜層越致密，但粗糙度也增加。
5.液體酸堿度：堿性，PH通常為8—13
6.微弧氧化工藝流程：
去油 ---- 水洗 ---- 微弧氧化 ---- 純水洗 ---- 封閉微弧氧化工作影響因素：
1.工件材質(zhì)及表面狀態(tài)
?。?）微弧氧化對鋁材要求不高，不管是含銅或是含硅的難以陽極氧化鋁合金，均可用于微弧氧化，且能得到理想膜層。
?。?）表面狀態(tài)一般不需要經(jīng)過拋光處理，對于粗糙的表面，經(jīng)過微弧氧化，可修復的平整光滑；對于粗糙度低（即光滑）的表面，則會增加粗糙度。
2.液體成分對氧化造成的影響
電解液成分是得到合格膜層的關(guān)鍵因素。微弧氧化液一般選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。在相同的微弧電解電壓下，電解質(zhì)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。
4.溫度對微弧氧化的影響
微弧氧化與陽極氧化不同，所需溫度范圍較寬。一般為10—90度。溫度越高，成膜越快，但粗糙度也增加。且溫度高，會形成水氣。一般建議在20—60度。由于微弧氧化以熱能形式釋放，所以液體溫度上升較快，微弧氧化過程須配備容量較大的熱交換制冷系統(tǒng)以控制槽液溫度。
5.時間對微弧氧化的影響
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。
6.陰極材料
陰極材料可選用不銹鋼，碳鋼，鎳等，可將上述材料懸掛使用或做成陰極槽體。
7.后處理對微弧氧化的影響
微弧氧化過后，工件可不經(jīng)過任務(wù)處理直接使用，也可進行封閉，電泳，拋光等后續(xù)處理。
產(chǎn)品特點
1、采用雙逆變微弧氧化電源大大減少能耗，實踐證明處理同樣材料只需普通電源能耗的五分之一。
2、大幅度地提高了材料的表面硬度，顯微硬度在1000至2000HV，最高可達3000HV，可與硬質(zhì)合金相媲美，大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度；
3、良好的耐磨損性能；
4、良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應(yīng)用中的缺點，因此該技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景；
5、有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達100MΩ。
6、溶液為環(huán)保型，符合環(huán)保排放要求。
7、工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備簡單。
8、反應(yīng)在常溫下進行，操作方便，易于掌握。
9、基體原位生長陶瓷膜，結(jié)合牢固,陶瓷膜致密均勻。推廣適用范圍微弧氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、機械、汽車、交通、石油化工、紡織、印刷，煙機，電子、輕工、醫(yī)療等行業(yè)。如：鋁合金加工成的子母導彈推進器、炮彈的彈底、內(nèi)燃機中的活塞、氣動元件中的氣缸和閥芯、風動工具中氣缸、紡織機械中導紗輪和紡杯、印刷機中搓紙輥和印刷輥等。鎂合金的汽車發(fā)動機罩蓋和箱體、踏板、方向盤和座椅，3C產(chǎn)品的殼體等。鈦合金的艦船潛艇中防腐部件、石油化工及醫(yī)藥工業(yè)中的耐腐容器及設(shè)備等。還可應(yīng)用于零部件的表面修復。
10、廣泛適用于拋光行業(yè)。
11、微弧氧化技術(shù)是一種直接在輕金屬表面原位生長陶瓷膜的新技術(shù)。其原理是將Al、Mg、Ti等輕金屬或其合金置于電解質(zhì)水溶液中作為陽極，利用電化學方法在該材料的表面產(chǎn)生火花放電斑點，在熱化學、等離子體化學和電化學的共同作用下，獲得金屬氧化物陶瓷層的一種表面改性技術(shù)。工藝流程：
12、★工藝特點：
●提高輕金屬部件的耐磨性能
●提高輕金屬部件的耐腐蝕性能
●提高輕金屬部件的絕緣性能
●處理 過程無三廢排放
●處理工藝簡單，流程短，節(jié)約能源。
★應(yīng)用領(lǐng)域：
微弧氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、機械、汽車、交通、石油化工、紡織、印刷、煙機、電子、輕工、醫(yī)療等行業(yè)鋁、鎂、鈦及其合金的防腐耐磨處理。
★可用于：
●噴粉的前處理
●噴漆的前處理
●電泳的前處理
●可取代污染嚴重的電鍍硬鉻
●可代替工藝復雜的陽極氧化
★常用方法比較
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處理方法
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制備工藝
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工藝特點
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陽極氧化
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脫脂→水洗→堿洗→中和→水洗→陽極氧化→水洗→封孔→水洗
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有腐蝕性液體，廢水排量大，前處理復雜。氧化膜為非離子相，膜層疏松、多孔
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電鍍硬鉻
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噴砂處理→堿蝕→水洗→酸蝕→水洗→預鍍→水洗 →鍍鉻→水洗→吹干→除氫
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有腐蝕性液體，廢水排量大且含重金屬鉻離子，環(huán)境污染嚴重。鍍膜硬度高，但與基體結(jié)合強度差，易剝落。
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電泳
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除油→水洗→堿蝕→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干
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前處理工藝復雜，廢水排量大，加工成本高。漆膜涂層豐滿、均勻、平整、光滑。
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噴涂
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去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水→洗噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤
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前處理流程長，廢水排放多，加工成本高。
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微弧氧化
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氧化→水洗→熱水封閉（或吹干）
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不需前處理，工藝簡單，基本無廢水排放，加工成本低。
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★微弧氧化膜層形貌
截面：微弧氧化陶瓷層與基體以冶金型微熔過渡區(qū)連接。 其組織致密無穿孔，且與基體成明顯的微冶金型結(jié)合 。此類組織特征大大增強了陶瓷層對基體的防腐蝕保護能力。
表面： 盲孔微區(qū)分布 均勻，利于減摩條件下連續(xù)油膜的形成，改善潤滑條件，降低摩擦系數(shù)，延長使用壽命。對用于制取防腐保護涂層的產(chǎn)品，此類表面狀態(tài)利于進行封孔或噴粉等后續(xù)處理，增強其附著力。
13、
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★設(shè)備制造
微弧氧化電源、微?。娪倦娫?/span>
1.微弧氧化生產(chǎn)線設(shè)計制造
2.微弧－電泳生產(chǎn)線設(shè)計制造
3.微?。瓏娡可a(chǎn)線設(shè)計制造
微弧氧化生產(chǎn)線型號及主要技術(shù)參數(shù)
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型 號
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額定平均電流（A)
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額定峰值電壓（V）
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額定峰值電流（A)
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占空比調(diào)節(jié)范圍
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頻率調(diào)節(jié)范圍
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備 注
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JHMAO－260
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240
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750
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1500
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3－60％
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50－1000
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6路
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JHMAO－200
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180
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750
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1500
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3－60％
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50－1000
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4路
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JHMAO－160
|
120
|
750
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1300
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3－60％
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50－1000
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3路
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JHMAO－80
|
60
|
750
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1200
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3－60％
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50－1000
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2路
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JHMAO－220V/20A
|
20
|
700
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3－60％
|
50－1000
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便攜式
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JHMAO－220V/10A
|
10
|
700
|
|
3－60％
|
50－1000
|
便攜式
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JHMAO-DY－260
|
240
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750
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3－95％
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50－1000
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微弧電泳
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★來料加工
可為用戶承擔大型鎂合金、鋁合金及鈦合金部件的微弧氧化及復合膜處理。
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2010—08--01
