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    铝合金硬质氧化电源的选择

    来源:  作者:  发布时间:2020-11-03 浏览量:769

    由于铝材质具有质量轻,储量丰富,成本低等原因,得到广泛应用,为了提高其使用性能,亦通常采用氧化、电泳、电镀等工艺进行表面处理,其中氧化工艺最为普遍。常见的氧化工艺,包括普通硫酸氧化、铬酸氧化、硬质氧化、微弧氧化,本文主要论述硬质氧化工艺。

    硬质氧化后的工件


       所谓硬质氧化,其实是人们根据铝及其合金表面阳极氧化膜的硬度把普通阳极氧化和硬质阳极氧化进行的区分,氧化膜的硬度和厚度有关,共同决定了处理后工件的耐磨性、耐腐性、耐热性及绝缘性。硬质阳极氧化膜厚度一般可达几十微米甚至上百微米,常用于航空航天、军品机械、汽车船舶等领域。


       硬质阳极氧化膜与普通阳极氧化膜一般没有绝对明确的分界线,通常人们将阳极氧化膜厚度在25微米以上、横截面显微硬度350HV以上的膜称为硬质阳极氧化膜,实现这种膜厚和硬度的工艺涉及槽液温度、浓度、电源参数。其中以电源参数最为重要。


      就电源的输出电压而言,普通硫酸阳极氧化的电压一般不超过24V,铬酸阳极氧化一般不超过40V,硬质氧化则需要70V-120V。这是因为,想要达到更高的膜厚,需要克服已生成氧化膜的电阻,只有施加更大的电压,才能实现需要的电流。但工件的表面在氧化膜还没有形成或还很薄的情况下,施加过高的电压会产生过大的电流,进而烧毁工件。因此,高电压工艺,包括铬酸氧化电源和硬质氧化电源通常都采用阶梯递增式输出方式,从而获得稳定安全的反应电流。而脉冲电流的作用是即保证氧化反应的进行,又保护氧化膜的生长,因此,脉冲波形对厚膜氧化非常关键。



    单脉冲硬质氧化波形


       由于硬度、厚度是个相对概念,因此,我们常见一些用户对采用直流电源还是脉冲(叠加)电源犹豫不定,再加上部分电源生产企业也没有搞清楚直流和脉冲(叠加)的区别,盲目的把直流电源推荐给用户,用户接受了直流电源的价格就觉得脉冲(叠加)电源价格太贵,怀疑是不是有必要用脉冲(叠加)电源。要解决这个疑惑,需要用户根据自身工艺要求,如基材材质、需要的氧化膜厚、硬度等参数进行选择。一般来讲,真正的硬质氧化工艺基本都是采用脉冲(叠加)电源,尤其对于高铜铝合金或高硅铸造铝合金,普通直流电源很难进行。



    双脉冲硬质氧化波形


      脉冲叠加电源是一种专用特殊电源,有单脉冲和双脉冲两个型号,双脉冲功能最全,可以实现普通直流,阶梯直流,普通脉冲、叠加脉冲、叠加双脉冲5种典型波形。脉冲叠加电源通常采用触摸屏显示和控制,其目的是为了提升参数设定的便利性,因为脉冲叠加波形的输出,涉及多个阶段电压、电流、频率、占空比、软启动等诸多参数设定,还有为了质量控制需要对常用的工艺参数进行备案储存,触摸屏简化了这些参数的设定,让操作变得简单,让运行变得智能。



    双脉冲硬质氧化电源


       脉冲叠加硬质氧化的参数设置方面,电源电压一般为110V,电流则根据电流密度通常为2-5A/dm2加适当余量确定(普通氧化1.5-2A/dm2),频率一般1-25Hz可调,占空比最大不超过500:1。


       除了电源方面的差异,普通氧化和硬质氧化的槽液温度要求也有不同,如普通硫酸阳极氧化的槽液温度一般在20度左右, 而硬质阳极氧化的温度一般在5摄氏度以下,一般而言,阳极氧化的槽液温度越低,生成阳极氧化膜的硬度越髙。在具体工艺方面,不同的厂家有不同的参数设定,在此不作过多阐述,以防产生误导。


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