微弧氧化表面处理技术的基本原理

图7.10-1所示为微弧氧化工艺和设备的原理简图。

图7.10-1 微弧氧化工艺及设备原理简图

1—脉冲电源 2—工件 3—压缩空气管 4—不锈钢槽 5—工作液

需微弧氧化的铝合金工件接脉冲电源正极，不锈钢槽接电源负极。工作液常用氢氧化钾（KOH）添加硅酸钠（Na₂SiO₃）或偏铝酸钠（NaAlO₂）等的溶液。(www.xing528.com)

加工开始时，在10～50V直流低电压和工作液的作用下，阳极铝合金（工件）表面产生有一定电阻率的阳极氧化薄膜，随着此氧化膜的增厚，为保持一定的电流密度，直流脉冲电源的电压应不断地相应提高，直至升高到300V以上，此时氧化膜已成为电阻率更高的绝缘膜。当电压提高到400V左右时，将对铝合金表面产生的绝缘膜击穿形成微电弧（电火花）放电，可以看到表面上有很多红白色的细小火花亮点，此起彼伏，连续、交替、转移放电。当电压升高到500V或更高时，微电弧火花放电的亮点成为蓝白色，更大、更粗，而且伴有连续的噼啪放电声。此时微电弧火花放电通道3000℃以上的高温将铝合金表面中熔融铝原子与工作液中的氧原子，以及电解时阳极上的正铝离子（Al³+）与工作液中的负氧离子（O^2-）发生电、物理、化学反应结合而成为Al₂O₃陶瓷层。实际上，这些过程是非常复杂的，人们还在不断研究和深化认识过程中。

最简单的直流脉冲电源系将380V、50Hz的交流电源经变压器变压、升压至0～600V可调节的交流电，再经半波或全波整流成每秒50次或100次的正弦波。

为了获得较厚和较硬的陶瓷层，应采用矩形波（方波）输出的单向脉冲电源。最好采用交变的正负矩形波脉冲电源。