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發布時間:2022-12-27來源:本站點擊:58530
微弧氧化膜層性能 :
微弧氧化膜層是屬于在閥金屬表面原位高溫生長的陶瓷層,膜層具有許多優異的性能。其性能主要表現在:
(1)高硬度:由于膜層屬于瞬間高溫形成的陶瓷相,因此具有較高的硬度。以鋁合金基體表面形成的陶瓷層為例,通常膜層硬度可以達到1000~2000。不同的硬度與電解液、工藝等相關。如氧化時間較短時,形成的主要為λ-Al2O3氧化時間較長時膜層中α-Al2O3含量較高。另外,不同的基體所形成的膜層硬度也不同。如一般普遍認為,鋁合金微弧氧化膜層硬度一般高于鎂合金微弧氧化膜層硬度,因為本身一般氧化鋁硬度高于氧化鎂硬度,當然,在一些特定工藝下可能出現特殊情況。 另外,盡管微弧氧化膜層硬度是許多客戶所關心的主要內容之一,而在實際使用過程中,硬度往往是并非如想象中那么關鍵。
這主要是與一般的使用環境所決定的。如微弧氧化膜層作為防護層,大多是做耐磨膜層,而很少作為硬層,即不作為耐扎、耐戳膜層。因為基體本身硬度一般不高,作為耐扎膜層,軟基體硬膜層,很容易被扎透,起不到良好的防護作用。而一般作為耐磨防護膜層使用較多。作為防護膜層,硬度應當有一定的值,但是并非越硬越好。太硬的膜層在承受載荷時發生變形塑性差,與基體匹配不好,即膜基結合力差,同樣起不到很好的防護效果。對膜層耐磨性能取決于膜層的膜基結合力、膜層的微觀組織結構等。總之,硬度可以是膜層性能的一個參考值,但是不宜過重看待。應該以膜層的耐磨性能為主評估微弧氧化膜層性能的一個重要指標。
(2)耐磨特性:微弧氧化膜層的耐磨特性很難作為一個定量數據加以說明。對膜層的耐磨特性進行評價通常采用橫向比較方式。如,微弧氧化處理前后膜層的耐腐蝕性能,或者是采用別的改性方法與微弧氧化處理方法的對比。而不能單純說一個微弧氧化膜層的耐磨性如何如何。這主要是與耐磨性的測試方法相關。目前微弧氧化膜層耐磨性測試尚無國標,而多采用摩擦磨損設備進行測試。那么在測試中就設計諸多變量,如摩擦副類型、載荷大小、摩擦轉速、摩擦半徑等,以及是干磨還是濕磨等等。都會對最終的摩擦磨損性能產生影響。但是也有一定的規律,如干磨情況下希望膜層的致密性高、膜層具有一定的潤滑性。而濕磨過程中則最好膜層有一定的孔隙率,這樣在空隙中存貯一定的液體(如油),可以形成油膜,減少摩擦系數,延長使用壽命。
(3)耐腐蝕性能:一般評價耐腐蝕性能最準確的肯定是實際工況下的壽命,但是那樣通常很難測試,通常采用加速腐蝕試驗。中性鹽霧腐蝕、濕熱腐蝕等。中性鹽霧腐蝕是條件較為苛刻、較常用的一種方法。一般微弧氧化可以大幅提高基體的耐中性鹽霧腐蝕性能。如對鋁合金,2A12鋁合金,在5%氯化鈉鹽霧腐蝕條件下,二十四小時之內表面即會出現腐蝕點,而經過表面微弧氧化處理的2A12鋁合金,其耐中性鹽霧腐蝕可以達到400h,甚至600h或800h。而對鎂合金,耐腐蝕性能是限制其在腐蝕環境中使用的薄弱點之一,經過微弧氧化處理之后,耐腐蝕性能也可以達到400h甚至600h以上。 當然,也可以根據實際使用需求,考察膜層在酸性或堿性氛圍中的耐腐蝕性能。
(4)膜基結合力:膜層結合力永遠是表面改性領域的一個關注要點。但是作為微弧氧化膜層,一般很少對結合力進行測試。這主要膜層是在瞬間高溫下形成,膜層與基體間為冶金結合,膜基結合力一般不會影響膜層性能的薄弱點。當然,在一些特殊條件下,應當對膜層與基體的結合力加以關注,如高溫下的使用性能、一些存在尖銳載荷下的使用性能等。這些屬于特殊使用環境,不加以闡述。
(5)阻抗:微弧氧化膜層為陶瓷相,所以具有較高的電阻。通常一些客戶關系耐壓值,但是由于加壓方式不同,可以存在較大的差異,如所加電壓為直流、交流還是脈沖;頻率是多少,占空比是多少等,都會影響擊穿電壓。阻抗可以作為一個衡量值,通常微弧氧化膜層的阻抗可以達到幾百兆歐,依據膜層成分、膜厚等,可以加以調節。
總之,微弧氧化膜層由于使用環境較多,如耐磨、耐腐蝕、耐壓、熱阻隔、紅外吸收、生物特性等,所需關注的性能也不盡相同。膜層性能又與基體、工藝、電解液等相關,需根據實際情況舍去,以滿足使用條件。