Шта је микро-лучна оксидација?

1. Извршни сажетак

Микролучна оксидација (Мао) — такође познат као плазма електролитичка оксидација (ПЕО) или елоксирање варницом — је електрохемијско-плазма површинска обрада којом се на „металима вентила“ ствара слој оксида богатог керамиком (алуминијум, магнезијум, титанијум и њихове легуре) применом високог напона, импулсна електрична енергија у воденом електролиту.

Локализована микро-пражњења производе кратка, интензивни термални догађаји који претварају површински метал у тврд, адхерентне оксидне фазе.

Микролучни оксидациони премази обично обезбеђују знатно повећана тврдоћа (стотине → >1,000 Хв), значајно побољшање отпорности на хабање (често 1-2 реда величине у односу на голи Ал), и побољшана термичка и хемијска стабилност.

Микролучна оксидација је робусна опција за захтевну трибологију, биомедицинске и високотемпературне примене, али захтева строгу контролу процеса и често накнадно заптивање за оптималне перформансе корозије.

2. Шта је микро-лучна оксидација?

Микролучна оксидација (Мао) је комплексна технологија површинског инжењеринга која интегрише електрохемију, физика плазме, и материјална наука, а позната је и као микро-плазма оксидација (МПО) или анодно таложење искре (АСД) у различитим областима примене.

Његов основни принцип је: узимајући обрадак од метала вентила као аноду и електролитичку ћелију као катоду, потапањем оба у посебно формулисани неоргански електролит, и применом високонапонског импулсног напајања (300–1000 В) за покретање микро-лучног пражњења на површини радног предмета.

Тренутна висока температура и висок притисак који ствара пражњење узрокују да површина метала и електролит пролазе кроз низ сложених физичких и хемијских реакција, укључујући оксидацију, топљење, синтеровање, и слагање, чиме ин-ситу расте керамички премаз на металној површини.

У поређењу са традиционалним технологијама површинске обраде као што су анодна оксидација и галванизација, МАО има суштинску разлику:

керамички премаз није „споља везан“ већ се формира оксидацијом и трансформацијом самог металног супстрата, остваривање металуршке везе између премаза и подлоге, што суштински решава проблем слабе силе везивања традиционалних премаза.

Дебљина МАО керамичких премаза може се подесити у опсегу од 5-100 μм, брзина раста је 1–10 μм/х, а састав превлаке су углавном метални оксиди (са подлоге) и композитни оксиди (из електролита), који има одлична свеобухватна својства.

3. Физички и хемијски механизми (како функционише микролучна оксидација)

Микролучна оксидација је чврсто повезана електрохемикалија, плазма и термички процес.

Разумевање механизма појашњава зашто премази имају микроструктуру какву имају и зашто су параметри процеса важни.

1. Почетна електрохемијска оксидација. При скромним напонима оксид танке баријере расте на површини метала на електрофоретски начин, као код конвенционалне анодизације.
   Овај танак слој је електрично изолован и подиже локално електрично поље преко себе како се дебљина повећава.
2. Диелектрични слом и микро-пражњења. Једном када јачина локалног електричног поља пређе праг распада оксида (функција дебљине, састава и недостатака), долази до микроскопских диелектричних кварова.
   Ови производи микро-плазма канали — кратко, високо локализована пражњења која обично трају микросекунде — која локално топе супстрат и оксид.
3. Локална реакција, топљење и гашење. Током пражњења тренутна температура у каналу може бити изузетно висока.
   Растопљени метал и оксид реагују са врстама електролита, затим брзо угасити када се пражњење угаси.
   Брзо хлађење закључава се у неравнотежним кристалним фазама (на пример, α-Ал₂О₃ на алуминијумским подлогама) и формира мешовиту керамичку матрицу.
4. Изградња слојева понављајућим догађајима. Милиони микро-пражњења током процеса стварају слојевиту структуру: унутрашња густа баријера која обезбеђује адхезију;
   а средина, слој богат керамиком који обезбеђује тврдоћу и отпорност на хабање; и спољашњи порознији поново очврснути слој са каналима за пражњење и храпавости површине.
5. Уградња и кројење електролита. Јонске врсте у електролиту (силикати, фосфати, калцијум, флуорида, итд.) се уграђују у растући оксид, омогућавање хемијског кројења — за отпорност на корозију, биокомпатибилност или триболошко понашање.

4. Процесни систем микролучне оксидације и кључни утицајни параметри

Микролучна оксидација је имплементирана као интегрисани процесни ланац у коме четири подсистема блиско делују: супстрат, електролит, напајање (и контролу његовог таласног облика), и помоћно постројење (резервоар, хлађење, филтрирање и фиксирање).

Оптимална структура премаза и перформансе — а тиме и животни век — се добијају само када су ови елементи специфицирани да раде заједно и када се њихови критични параметри контролишу унутар валидираних прозора.

Основни елементи процесног система

Супстрат (радни комад) материјал

Процес је првенствено применљив на такозване метале вентила — метале који формирају електрично изолационе оксиде у воденим електролитима. Типичне подлоге су:

• Алуминијум легуре (Нпр., 6061, 7075, 2024): најчешћа комерцијална употреба; премази на овим легурама се примењују у аутомобилској индустрији, ваздухопловне и електронске компоненте за хабање и термичку стабилност.
• Легуре магнезијума (Нпр., АЗ31, АЗ91Д): лагане подлоге које имају користи од оксидних баријера и побољшаних триболошких својстава након третмана.
  Магнезијум захтева пажљиву контролу параметара због своје високе реактивности.
• Титанијум легуре (Нпр., ТИ-6АЛ-4В, бета легуре): користи се тамо где је потребна биокомпатибилност или стабилност при високим температурама; оксидни слојеви произведени на титанијуму могу бити прилагођени да промовишу интеграцију костију.
• Остали метали вентила (Зр, Хф, итд.): користи се у специјализованим секторима (нуклеарни, хемијски) где је њихова хемија оксида повољна.

Металургија супстрата, стање површине (храпавост, загађивачи), и претходна топлотна обрада утичу на динамику раста оксида и својства финалног премаза;
стога, спецификација подлоге и претходна обрада су суштински делови пројектовања процеса.

Електролит

Електролит је основни медијум МАО реакције, одговоран за провођење електричне енергије, обезбеђивање реакционих јона, регулисање процеса пражњења, и одређивање састава и структуре премаза .

Према пХ вредности, може се поделити на три врсте:

• Алкални електролит (пХ 9–14): Систем који се најчешће користи, углавном се састоји од силиката, фосфати, и хидроксиди.
  Има предности стабилног пражњења, уједначен премаз, и ниска корозија подлоге. На пример, систем натријум-силикат-фосфат се широко користи у МАО легура алуминијума и магнезијума .
• Кисели електролит (пХ 1–3): Углавном се састоји од сумпорне киселине, фосфорна киселина, или флуороборна киселина, погодан за МАО легура титанијума.
  Може да формира порозни керамички премаз са добром биокомпатибилношћу, који се широко користи у модификацији медицинских имплантата .
• Неутрални електролит (пХ 6-8): Састоји се од бората, карбонати, итд., са благим реакционим условима и малим утицајем на животну средину, погодан за модификацију површине прецизних компоненти.

Адитиви и суспендоване наночестице (Зро₂, Сио₂, карбонати, прекурсори калцијума/фосфата) се често користе за прилагођавање жилавости премаза, отпорност на хабање, корозивно понашање или биофункционалност.

Проводљивост електролита, пХ стабилност, температура и ниво контаминације морају се пратити и контролисати јер директно утичу на понашање пражњења и састав премаза.

Напајање

Напајање је извор енергије МАО процеса, а његов тип и параметри директно утичу на облик микролучног пражњења и квалитет премаза .

Тренутно, главни извори напајања који се користе у индустријској производњи су импулсни извори напајања (укључујући ДЦ пулс, АЦ пулс, и двосмерни пулс), који имају предности подесивих параметара, стабилно пражњење, и уштеду енергије.

У поређењу са традиционалним ДЦ изворима напајања, импулсни извори напајања могу избећи концентрацију тачака пражњења, смањити појаву пукотина премаза, и побољшати уједначеност и густину премаза.

помоћна опрема

Помоћна опрема углавном укључује електролитичке ћелије, Расхладни системи, системи за мешање, и стезних уређаја.

Електролитичка ћелија је обично направљена од материјала отпорних на корозију (као што је нерђајући челик, пластика);

систем за хлађење се користи за контролу температуре електролита (обично 20-60 °Ц) како би се избегла прекомерна температура која утиче на стабилност пражњења и перформансе премаза; систем мешања обезбеђује уједначеност концентрације и температуре електролита;

уређај за стезање обезбеђује добар електрични контакт између радног предмета и напајања и спречава кородирање радног предмета електролитом .

Кључни параметри процеса и њихови ефекти

Сви параметри процеса су у интеракцији; међутим, најутицајније групе су електрични параметри, параметри електролита и време третмана.

Сваки од њих мора бити прилагођен са свешћу о секундарним ефектима.

Електрични параметри

• Примењени напон: поставља почетак и интензитет микро-пражњења.
  Напони испод прага квара производе само конвенционалне анодне филмове; напони знатно изнад њега повећавају стопу раста превлаке, али такође имају тенденцију да повећају канале пражњења и повећају порозност спољашњег слоја и термички стрес.
  Типични индустријски асортимани су процесни- и зависно од супстрата; потребни су експерименти параметризације.
• Густина струје: већа густина струје генерално убрзава формирање оксида и повећава дебљину, али ризикује неуједначено пражњење ако није у комбинацији са одговарајућом контролом таласног облика.
• Фреквенција пулса & радни циклус: виша фреквенција импулса са кратким временом укључења има тенденцију да производи финије, равномерније распоређених микро-пражњења; повећан радни циклус повећава просечан унос енергије, а тиме и топлотно оптерећење, што може повећати ризик од пуцања.
  Типични циклуси рада који се користе у пракси веома се разликују (једноцифрени проценат до неколико десетина процената) зависно од опреме и циљева.

Параметри електролита

• Концентрација и проводљивост: утичу на дистрибуцију и стабилност пражњења;
  ниска проводљивост може спречити стабилне микроплазме, док прекомерна јонска снага може да подстакне агресивни напад на супстрат или неконтролисано понашање пражњења.
• пХ и састав: одредити које јонске врсте су доступне за уградњу и које оксидне фазе су термодинамички фаворизоване (Нпр., силикатне врсте промовишу стакласте фазе које садрже Си; фосфатне врсте снабдевају П за биоактивне премазе).
• Температура: повишене температуре електролита повећавају кинетику реакције, али смањују диелектричну чврстоћу и могу дестабилизовати обрасце пражњења; стога је контрола температуре неопходна за поновљиве премазе.

Време третмана и кинетика раста

Дебљина премаза и микроструктура се временом развијају. Стопе раста су обично високе у почетним минутама и споре како се диелектрична баријера развија и карактеристике пражњења се мењају.

Прекомерно време третмана може повећати дебљину премаза на рачун већег заосталог напрезања и ризика од пуцања; недовољно времена даје танке премазе са непотпуним фазним развојем.

Типично време производње се креће од неколико минута до десетина минута у зависности од дебљине циља и густине снаге.

5. Структура и основна својства керамичких превлака Мицро-Арц Окидатион

Оксидни слој произведен микро-лучном оксидацијом није једноставан, хомоген филм; то је више зона, композитне структуре чије перформансе зависе од фазног састава, густина и морфологија.

Архитектура премаза (трозонски опис)

Унутрашње (интерфејс) зона — густ везивни слој

• Типична дебљина: ~ 1-10 μм (процес- и зависно од супстрата).
• Микроструктура и састав: релативно густо, оксид ниске порозности настао у најранијим, микродогађаји највеће енергије.
  На алуминијуму ова зона обично садржи фазе глинице (укључујући компактније полиморфе), на титанијуму преовлађују фазе рутила/анатазе.
  Зато што оксид расте на месту и брзо се учвршћује, ова зона успоставља металуршки спој са подлогом, а не механички или адхезивни спој.
• Функција: примарна носећа и корозионо-баријерна улога; овај слој контролише снагу адхезије и ограничава транспорт јона са подлоге у агресивно окружење.
  Његов континуитет и ниска порозност су критични за перформансе баријере.

Средњи (булк) керамичка зона — функционални слој

• Типична дебљина: од неколико микрометара до неколико десетина микрометара (уобичајени индустријски асортимани за алуминијум: ~5–40 µм).
• Микроструктура и састав: мешавина кристалних керамичких фаза и стакластог/честицастог материјала формираног поновљеним локализованим топљењем и брзим гашењем.
  Тачан састав фаза зависи од хемије супстрата и врсте електролита (Нпр., АЛ³О₃, мешани силикати, фосфате или фазе титанија).
  Могу постојати затворена порозност и микропукотине, али ова зона обезбеђује већину тврдоће и отпорности на хабање.
• Функција: примарни добављач тврдоће, отпорност на абразију и термичку/хемијску стабилност.
  Равнотежа између кристално крутих фаза и стакластих компоненти одређује жилавост и заостало напрезање.

Оутер (површине) зона — порозна, поново очврснути слој

• Типична дебљина: често неколико микрометара до ~10-20 µм; у агресивним режимима пражњења спољашња зона може бити дебља и неправилнија.
• Микроструктура: високо текстуриран, који садрже канале за пражњење, поново очврснуле капљице и отворене поре. Облици пора варирају (сферни, издужени канали) а њихова дистрибуција је повезана са величином и густином пражњења.
• Функција: повећава храпавост површине (што може бити корисно за задржавање мазива или секундарно везивање),
  обезбеђује велику површину за везивање биолошких ћелија на имплантатима, али такође ствара путеве за корозивне медије осим ако премаз није запечаћен.

Практична напомена о дебљини и униформности:

Дебљина премаза се контролише уносом енергије (напон, струја, пулс дути) и време.

Уједначеност у сложеним геометријама је изазовна: ивице и оштре црте концентришу пражњења и често показују дебље, грубљи премази осим учвршћивања, користи се компензација таласног облика или кретања.

Основна функционална својства и њихово порекло

Предности перформанси премаза за микролучну оксидацију произилазе из керамичке хемије и слојевите архитектуре описане изнад.

Испод су кључне особине, типични распони уочени у пракси, и физичких разлога иза њих.

Тврдоћа и отпорност на хабање

• Типична површинска тврдоћа (Вицкерс) рангес: грубо ≈ 400–1700 ХВ за премазе на бази алуминијума према уобичајеним индустријским рецептурама.
  Оксиди добијени од титанијума и високоенергетски рецепти могу показати сличне или донекле различите опсеге у зависности од садржаја фазе.
  Магнезијумске подлоге обично дају нижу апсолутну тврдоћу, али се и даље драматично повећавају у односу на голу легуру.
• Механизам: формирање тврдих кристалних оксида (на пример глинице типа корунда) а густа керамичка матрица ствара високу отпорност на утискивање и ниску пластичност горњег слоја.
• Триболошке перформансе: у многим пин-он-диск и абразивним тестовима третиране површине показују 10× то >100× смањење запреминског хабања у поређењу са необрађеним лаким легурама; тачан фактор зависи од материјала контрафаце, оптерећење и окружење.
  Укључивање тврдих наночестица (Зро₂, Сић, Заступник) у електролит може додатно побољшати отпорност на абразивно хабање увођењем диспергованих тврдих фаза у матрицу премаза.
• Компромиси: већа тврдоћа често корелира са већом ломљивошћу и подложношћу микропукотинама под ударом или великим контактним оптерећењима; оптималан дизајн балансира тврдоћу и довољну жилавост за примену.

Отпорност на корозију

• Драјвери перформанси: отпорност система на корозију се првенствено контролише континуитетом и густином унутрашњег слоја интерфејса и стањем заптивања спољашње порозне зоне.
  Тхе густо, унутрашњи слој ограничен на поре омета транспорт јона; незаптивена порозна површина омогућава локализовани продор електролита и може дозволити напад испод филма.
• Практична изведба: добро дизајнирани и запечаћени микролучни оксидациони премази на легурама алуминијума могу показати значајно побољшане перформансе у неутралном сланом спреју и електрохемијским тестовима у односу на голи материјал,
  у неким потврђеним случајевима достижу стотине до хиљаде сати у убрзаном сланом спреју када се примени корак заптивања.
  За легуре магнезијума и титанијума, виде се и побољшања, иако апсолутни учинак зависи од хемије премаза и накнадних третмана.
• Механистичко упозорење: сама керамика је хемијски стабилна, али макроскопска отпорност на корозију захтева пажњу на макропорозност и било какву галванску спрегу коју уводе уграђене врсте или заптивачи.

Електрична изолација (диелектрична својства)

• Типична електрична отпорност: густи оксидни пресеци показују веома високу отпорност (ред величине 10⁹–10¹² Ω·цм у многим случајевима),
  а јачине квара густих региона могу бити реда величине кВ/мм (специфичне вредности јако зависе од дебљине, порозност и фазна чистоћа).
• Инжењерска употреба: када је унутрашњи слој непрекидан и довољно дебео, Микролучни оксидациони премази могу да обезбеде корисну површинску изолацију за електронске компоненте и апликације високог напона.
  Порозност и дефекти морају бити минимизирани за поуздану високонапонску услугу.

Термичка стабилност и понашање термичког шока

• Термичка издржљивост: керамичке компоненте (Алумина, титанија, силикати) су термички стабилни на високе температуре — често неколико стотина °Ц иу неким случајевима >800 °Ц за кратко излагање — али композитни премаз и интерфејс морају бити процењени за дуготрајно излагање и за циклично топлотно оптерећење.
• Разматрања о топлотном шоку: Неусклађеност термичке експанзије између оксида и подлоге плус заостала напрезања од брзог очвршћавања могу изазвати микропукотине ако је премаз превише дебео или ако се део брзо развија, велике температурне промене.
  Правилно дизајнирани премази, са ограниченом дебљином и одговарајућим фазним саставом, може толерисати значајне термалне излете, али је потребна валидација специфична за апликацију.

Биокомпатибилност и биоактивност (титанијумске подлоге)

• Површинска хемија & морфологија: за апликације имплантата, порозни спољни слој се може намерно допирати врстама калцијума и фосфата коришћењем одговарајућих формулација електролита.
  Ово резултира површинама које подржавају нуклеацију хидроксиапатита и побољшавају везивање и пролиферацију остеобласта.
• Функционални утицај: обрађене легуре титанијума са контролисаном порозношћу и уградњом Ца/П показале су побољшану квашење и површинску енергију која погодује биолошкој интеграцији;
  међутим, клиничко прихватање захтева ригорозно тестирање биокомпатибилности (ин витро и ин виво) и контролу фазне хемије да би се избегло штетно ослобађање јона.

6. Уобичајене индустријске примене микро-лучне оксидације

Микролучни оксидациони премази се користе свуда где је лакој подлози потребна тврда, отпоран на хабање, термички стабилна или функционално активна керамичка површина.

Ваздухопловство

• Клизне и носеће површине на компонентама оквира авиона и хардверу за активирање где је уштеда тежине критична, али се век хабања мора продужити.
• Структурни делови и штитови изложени топлоти где постојаност керамичке површине на повишеним температурама побољшава издржљивост.
• Примене за удар грома и изолацију када се комбинују са проводљивим или изолационим пост третманима.

Аутомотиве & транспорт

• Лагане компоненте мотора (клипне круне, делови вентила, облоге цилиндара на хибридним/лаким моторима) који захтевају побољшану отпорност на хабање и термичку способност.
• Компоненте кочионог система, квачила или брегови где долази до великих контактних напона и температурних одступања.
• Површине за хабање на кућиштима мотора електричних возила где је потребна електрична изолација и топлотна дисипација.

Биомедијски & Зубни имплантати

• Имплантати од титанијума и легура титанијума (ортопедски, стоматолошки) са порозним, површински слојеви допирани калцијумом/фосфатом за промоцију раста костију и нуклеацију хидроксиапатита.
• Површине имплантата које носе оптерећење где је потребна комбинована отпорност на хабање и биоактивност; Микролучна оксидација може бити прилагођена за промовисање ћелијске адхезије уз одржавање механичког интегритета.

Енергија, уље & гас и индустријске машине

• Премази отпорни на корозију/хабање на лаким компонентама у пумпама, вентили и сепаратори — посебно тамо где је уштеда масе повољна.
• Топлотни заштитни слојеви на компонентама у производњи електричне енергије или издувним системима; корисно тамо где су својства керамичке термалне баријере корисна.

Алат за алате, калупи и опрема за производњу

• Алуминијумски алати за бризгање, екструзија, ливење под притиском и хладно обликовање где повећан век хабања продужава век алата и смањује време застоја.
• Језгра калупа и уметци са тврдим оксидним површинама смањују нагризање и побољшавају својства ослобађања.

Електроника и електрична изолација

• Топлине, кућишта и сабирнице на алуминијумским подлогама које захтевају диелектричне премазе за електричну изолацију или за модификацију површинске емисивности.
• Високонапонски изолатори и проводници где густи унутрашњи оксид обезбеђује поуздану диелектричну чврстоћу.

7. Предности & ограничења

Испод је уравнотежена презентација главних предности и практичних ограничења које инжењери и тимови за набавку треба да одваже када процењују технологију.

Предности микро-лучне оксидације

Металуршка веза и издржљивост

Премаз расте из подлоге и металуршки је анкерисан, а не механички.

Ова веза раста смањује ризик од раслојавања у многим условима рада и даје веома добру адхезију у поређењу са многим прсканим или лепљеним премазима.

Висока тврдоћа и отпорност на хабање

Керамичке фазе настале ин ситу (на пример глиница на алуминијуму) дају значајно повећање тврдоће површине и драматично смањење хабања абразива и лепка.

Ово чини процес привлачним за клизање, заптивне и абразивне средине.

Функционална подесивост

Хемија електролита и контрола електричног таласног облика омогућавају уградњу функционалних врста (силикати, фосфати, калцијум, флуорида, наночестице) да прилагоди понашање корозије, биоактивност, трење или подмазивање.

Термичка и хемијска стабилност

Састојци керамичког оксида су инхерентно стабилнији од органских премаза на повишеним температурама; према томе, премази Мицро-Арц Окидатион проширују способност лаких легура за високе температуре.

Способност електричне изолације

Када је унутрашњи густи оксид непрекидан, премаз обезбеђује корисну диелектричну чврстоћу која се може искористити за изолационе или високонапонске компоненте.

Еколошке регулаторне користи

У неким применама хабања и корозије, микро-лучна оксидација је еколошки пожељна алтернатива хромирању јер избегава хексавалентну хемију хрома; међутим, управљање отпадом из купатила је и даље потребно.

Конверзија површине у једном кораку на лаким легурама

Микролучна оксидација претвара површину подлоге у функционалну керамику у једном процесу купатила, избегавање вишестепених секвенци таложења у многим случајевима употребе.

Ограничења микролучне оксидације

Порозност површине и захтеви за заптивање

Спољашњи слој је карактеристично порозан. За апликације осетљиве на корозију, премаз обично захтева корак заптивања (органска/неорганска импрегнација, сол-гел, ПВД цап) како би се спречило продирање корозивних медија. Заптивање повећава сложеност процеса и трошкове.

Крхкост и ограничена жилавост

Керамички оксиди су тврди, али крхки. Дебели премази или врло тврди, кристални слојеви могу попуцати под ударом или тешким цикличним оптерећењима.

Ово ограничава дебљину премаза и захтева валидацију дизајна за окружења са динамичким оптерећењем и замором.

Осетљивост и неуједначеност геометрије

Оштре ивице, танка ребра и сложене карактеристике концентришу микро-пражњења и често се развијају дебље, грубљи премази познати као ивични ефекти.

Постизање уједначене покривености на сложеним деловима захтева пажљиво причвршћивање, део покрет, инжењеринг таласног облика или вишеструке оријентације током обраде.

Високонапонска опрема и безбедност

Процес ради на неколико стотина волти и захтева робусне сигурносне системе, квалификовани оператери и режими одржавања. Енергетска електроника и контрола додају капитал и оперативне трошкове.

Потрошња енергије и време циклуса

У поређењу са једноставним елоксирањем, процес троши више електричне енергије по јединици површине и време третмана може да се креће од неколико минута до десетина минута у зависности од циљане дебљине.

Планирање протока мора узети у обзир време третмана и накнадне обраде.

Репродуцибилност процеса & питања повећања

Поновљиви режими пражњења у серијама и различите геометрије делова нису тривијални.

Скалирање од прототипа до производње често захтева улагање у развој процеса (ДОЕ), системи за праћење и контролу (евиденција напона/струје, аналитика купатила).

Није универзално применљиво на све метале

Само метали вентила који формирају одговарајуће изолационе оксиде реагују на микролучну оксидацију. Челик, легуре никла и бакра углавном се не могу директно третирати.

8. Компаративна анализа: Микролучна оксидација у односу на друге технологије површинске обраде

Интерпретација:

Микролучна оксидација јединствено комбинује тврдоћу керамике и металуршко везивање на лаким легурама;

он се такмичи са тврдом анодизацијом и хромираним премазима за хабање, али нуди различите компромисе (порозност вс. тврдоћа, отисак околиша, уштеда тежине подлоге).

Термални спреј је одличан за веома дебеле грађе, али му недостаје веза раста оксидних метода.

9. Закључак

Микролучна оксидација је трансформација, еколошки повољан метод површинског инжењеринга који комбинује електрохемију, микро-пражњења плазме и брзо очвршћавање за узгој керамичких филмова ин ситу на металима вентила и њиховим легурама.

Добијени оксидни системи су металуршки везани за подлогу и испоручују пакет особина високе вредности — повећану тврдоћу, драматично побољшана отпорност на хабање,

побољшана корозијска и термичка стабилност, добра диелектрична чврстоћа и, где је формулисано, биоактивност — то је тешко постићи једним традиционалним третманом.

Усвајање индустрије обухвата ваздухопловство, аутомобилске, електроника, биомедицински сектори и сектори алата јер микро-лучна оксидација спаја високе перформансе са могућношћу облагања сложених геометрија и избегавања неких опасних хемија које се користе у конвенционалном пресвлачењу.

У исто време, практичне границе остају: техника је у великој мери ограничена на метале вентила, уједначеност премаза на великим или сложеним деловима може бити изазовна,

контрола дефекта и управљање купатилом додају трошкове процеса, а потрошња енергије је већа него код једноставне анодизације.

Стални напредак — паметнија контрола облика таласа снаге, композитни и дуплекс премази, побољшано причвршћивање и аутоматизација, рециклажа купатила и варијанте процеса са нижом енергијом — брзо проширују применљивост и смањују трошкове и утицај на животну средину.

Како ови развоји сазревају, Микролучна оксидација је добро позиционирана да постане основна технологија површинског инжењеринга за високе перформансе, лагана и одржива производња.

Често постављана питања

Који метали се могу третирати микролучном оксидацијом?

Пре свега алуминијум и његове легуре, легуре магнезијума и легуре титанијума — метали који формирају електроизолациони оксидни слој погодан за распад диелектрика и формирање микро-пражњења.

Колико су дебели и тврди премази од микро-лучне оксидације?

Типични индустријски премази се крећу од 5 до 60 μм у дебљини; површинска тврдоћа се обично креће од 400 до 1,700 Хв, зависно од процесне енергије, садржај фаза и хемија електролита.

Да ли микро-лучна оксидација замењује тврди хром?

Може да замени тврди хром за неке хабајуће апликације на лаким подлогама, посебно тамо где су еколошка или регулаторна питања забринута.

Међутим, хромирање и даље нуди веома густу, површине ниске порозности на многим подлогама; најбољи избор зависи од функционалних захтева.

Да ли је премазима од микролучне оксидације потребна накнадна обрада?

Често да. Пошто је спољна површина порозна, заптивање (органски или неоргански), импрегнација мазивима, или танак слој (Пвд) се обично користи за побољшање отпорности на корозију и смањење трења.