低循环疲劳试验,镀锌盐雾实验
目前钛合金微弧氧化存在的优缺点
采用微弧氧化技术对铝及其合金材料进行表面强化处理,具有工艺过程简单,占地面积小,处理能力强,生产效率高,适用于大工业生产等优点。微弧氧化电解液不含有毒物质和重金属元素,电解液抗污染能力强和再生重复使用率高,因而对环境污染小,满足优质清洁生产的需要,也符合我国可持续发展战略的需要。微弧氧化处理后的铝基表面陶瓷膜层具有硬度高(HV>1200),耐蚀性强(CASS盐雾试验>480h),绝缘性好(膜阻>100MΩ),膜层与基底金属结合力强,并具有很好的耐磨和耐热冲击等性能。微弧氧化技术工艺处理能力强,可通过改变工艺参数获取具有不同特性的氧化膜层以满足不同目的的需要;也可通过改变或调节电解液的成分使膜层具有某种特性或呈现不同颜色;还可采用不同的电解液对同一工件进行多次微弧氧化处理,以获取具有多层不同性质的陶瓷氧化膜层。
微弧氧化技术的研究已经历了几十年的发展历程,特别是从交流微弧氧化技术出现以来取得了飞跃式的发展,并向实用化迈进了一大步。但由于对钛合金进行微弧氧化表面陶瓷化处理才刚刚起步不久,因此存在许多技术问题。例如:
(1)研制高效节能电源。微弧氧化工艺在加工过程中单位面积耗能较大,这就限制了加工工件的面积。
(2)电参数对氧化膜组织结构及生长影响规律研 究不足。微弧氧化膜的组织结构除受电解液体系的影响外,电参数也对其产生重要的影响。各脉冲电参数(电压或电流密度、频率及正负电流密度比)对氧化膜 组织结构的影响规律还没有深入系统的研究;要获得质量较好的氧化膜,微弧氧化成膜初期、中期、后期对电参数要求不同,通过电参数的配合调节可以对组织 结构进行优化。比如对放电火花的控制,膜层可以获得良好的表面粗糙度。
(3)电解液的组分在氧化膜形成过程中的作用机理研究不足。目前的研究多集中对氧化膜中氧化物及化学元素含量的分析及膜特性的研究,对膜层中氧化物的形成机理及化学元素在膜层形成过程中的作用研究的不够。性能优越的电解液体系配方基本是通过多次试验得出的,还不能根据膜层的使用性能自由设计电解液配方。
(4)氧化膜的膜基结合问题。从实验结果看,同铝、镁合金微弧氧化膜相比,钛合金过渡层尺寸略大,基体与过渡层之间有明显分层现象,氧化膜与基体结合力较差。
(5)缺乏对大比例生成致密层的机理及工艺的研究。在氧化膜三层结构中只有致密层才是主要的工作层,减少疏松层的厚度,提高致密层在膜层中所占的比例,进而达到无疏松层的氧化膜,将是微弧氧化工艺的一个重要的研究方向。
前景展望
总的来说,通过钛合金的微弧氧化技术得到的的氧化膜因其具有优越的性能,所以具有很广阔的市场前景和研究价值,目前的技术在操作中还是具有很大的局限性,日新月异的科技进步,迫切的需求更加高品质的保护膜,这是目前金属表面处理所面临的巨大挑战,也是一个巨大的机遇。如何减低氧化时的电压,避免镀液温度的上升等问题是我们急需解决的问题。