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微弧氧化膜层性能的影响因素

发布时间:2021-03-16浏览次数:1630

微弧氧化膜具有特殊的多孔质结构,使得它在金属材料功能化方面有着巨大的应用潜力,如在微弧氧化膜的细孔中填充润滑性物质,可以作为性能优良的减摩抗磨材料。下面列出了影响微弧氧化膜层性能的主要因素:

电流密度:(1)电流密度越大,氧化膜的生长速度越快,膜厚度不断增加,但易出现烧损现象;(2)随着电流密度的增加,击穿电压也升高,氧化膜表面粗糙度也增加;(3)随着电流密度的增加,氧化膜硬度增加。

氧化时间:(1)随着氧化时间的增加,氧化膜厚度增加,但有极限氧化膜厚度;(2)随着氧化时间的增加,膜表面微孔密度降低,但粗糙度变大。如果氧化时间足够长,达到溶解与沉积的动态平衡,对膜表面有一定的平整作用,表面粗糙度反而会减小。

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,膜颜色浅,硬度也低。电压过高,易出现膜层局部击穿,对膜层的耐蚀性不利。

电源频率:(1)高频时,膜生长速率高,但厚度较薄。高频下组织中非晶态相的比例远远高于低频试样;(2)高频下孔径小且分布均匀,整个表面比较平整、致密。低频下微孔孔隙大而深,且试样极易被烧损。

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,但温度过低时,氧化作用较弱,膜厚和硬度值都较低;(2)温度过高时,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。

溶液酸碱度:酸碱度过大或过小,溶解速度都加快,氧化膜生长速度减慢,所以一般选择弱碱性溶液。

溶液浓度:溶液浓度对氧化膜的成膜速率、表面颜色和粗糙度都有影响。 溶液电导率:溶液电导率对微弧氧化膜的生长速度和致密度都有影响。溶液组分:不同溶液体系对微弧氧化膜的生长速度、表面粗糙度、硬度、电绝缘性等均有影响。

基体合金:基体成分影响膜成分和相结构,微弧氧化工艺等。如铜和镁等合金元素可促进微弧氧化,而硅则有碍铝的微弧氧化。特别是对于高硅铸铝合金(Si10%),随着硅元素含量增高,合金中硅相数量增多,微弧氧化工艺难以实现

总之,影响微弧氧化膜生长和性能的因素很多,有待于系统而深入地研究,以弄清楚各因素对膜性能的影响规律,使得不同性能要求下的微弧氧化工艺更具有可重现性。 


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