Технология микродугового оксидирования (МДО-покрытия) и покрытия на ее основе

Технология микродугового оксидирования в части технологических преимуществ позволяет получать покрытие с широким спектром применения и наносить покрытие, как на новые изделия, так и для восстановления покрытий после износа, сокращает время нанесения покрытия, позволяет использовать меньшее количество оборудования, меньшее количество производственных площадей и экономит расход воды. Метод микродугового оксидирования позволяет сформировать покрытия, обладающие разнообразными функциональными свойствами, такие как коррозионностойкие, износостойкие, термостойкие, электроизоляционные, защитные и защитно-декоративные. Такая многофункциональность покрытий позволяет применять их в самых разнообразных отраслях промышленности.

Особенности технологии производства

Микродуговое оксидирование – это электрохимический процесс модификации (окисления) поверхности вентильных металлов и их сплавов (например, сплавы Al, Mg, Ti и др.) в электролитной плазме с целью получения оксидных слоев (покрытий). Процесс этот берет свое начало от анодирования, однако проводится при большем напряжении, за счет чего происходят микродуговые разряды в точках пробоя барьерного слоя на поверхности. В области пробоя резко повышаются температура и давление, часть металла переходит в раствор, где присутствует в виде ионов.

Другая часть расплавленного металла взаимодействует с компонентами электролита и формирует МДО-покрытие. Благодаря этому покрытие формируется не только на поверхности, но и вовнутрь изделия. Помимо этого, высокие температуры в зоне пробоя приводят к формированию градиентного переходного слоя на границе металл-покрытие. Этот слой обеспечивает прочное сцепление МДО-покрытия с подложкой, что в свою очередь обеспечивает адгезию полимерных покрытий наносимых на поверхность детали.

Технология МДО реализуется на оборудовании аналогичном гальваническому оборудованию. Аппаратурное оформление для МДО ближе всего к процессу анодирования алюминия. Их принципиальные различия состоят в используемых источниках питания и электролитах, являющихся собственными разработками. Это отличает технологию не только от анодирования и гальваники как таковой, но и от МДО реализуемого на других предприятиях.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками МДО-технологии являются:

  • высокая производительность;
  • применение надежных источников питания, позволяющих получать покрытие за более короткое время и с меньшими энергозатратами (0,12 кВт/м2 по сравнению с МДО других организаций);
  • возможность покрытия сложнопрофильных деталей;
  • возможность получения покрытия различного функционального назначения;
  • высокая скорость формирования покрытия – от 1 до 1,5 мкм/мин;
  • экологическая безопасность.

Потребительские свойства

Можно сравнивать технологию микродугового оксидирования с процессом анодирования, так как начальная стадия микроплазменного процесса в растворах протекает примерно по схожему механизму. Однако возникновение микроплазменных разрядов после образования оксидной барьерной пленки приводит к резкому увеличению скорости процесса формирования покрытия, что является важным аргументом в пользу МДО, в плане производительности. Скорость нанесения покрытия в нашем случае превосходит скорость нанесения при анодировании.

Кроме того, в случае микродугового оксидирования нет жестких требований к подготовке поверхности алюминия, что исключает из процесса ряд предварительных операций, проводимых в агрессивных растворах при анодировании, что также сказывается на производительности. Сами растворы анодирования также очень часто представляют опасность для окружающей среды. В этом смысле растворы имеют существенные отличия, процесс ведется в слабощелочных экологически безвредных растворах.

МДО-технология также отличается от МДО-технологий других компаний. Практически все участники рынка МДО-технологий предлагают покрытия, которые требуют дополнительной механической обработки после МДО-процесса, что также увеличивает стоимость конечного продукта – покрытия.
Применение ИП, разработанных нашими специалистами позволяют получать покрытия, которые имеют широкое применение – от подслоя под полимерные материалы до износостойких и коррозионностойких, работающих при высоких механических нагрузках (в узлах трениях при скоростях вращения до 60000 об-1) и температурах (до 320°С).
Таким образом, процесс микродугового оксидирования имеет существенные преимущества: отсутствие предварительной обработки, высокая скорость нанесения покрытий, безопасность применяемых слабощелочных растворов электролитов, варьируемая толщина покрытия, возможность нанесения на сложнопрофильные изделия.

Основные области применения

  • КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ – декоративная отделка и защита от износа, коррозии элементов катеров, яхт, водных мотоциклов, лодок и др.
  • АВТО-МОТО ТЮНИНГ – декоративная отделка и защита от износа, коррозии деталей из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов.
  • МАШИНОСТРОЕНИЕ – пары трения, подшипники скольжения, зубчатые передачи, поршни, цилиндры, торцевые уплотнения для двигателей внутреннего сгорания, станков и машин различного назначения в судостроении, авиационной промышленности, детали для сельскохозяйственной техники
  • МЕДИЦИНА – защита хирургических эндопротезов

Основными преимуществами микродуговых покрытий являются

  • возможность создания сверхпрочных покрытий, уступающих по прочности только алмазам
  • возможность нанесения покрытий на внешних и внутренних поверхностях деталей любой конфигурации
  • возможность получения разных цветов покрытий без дополнительной покраски
  • отсутствие необходимости в предварительной обработке поверхностей
  • высокое сопротивление коррозионной усталости (высокий предел выносливости).

Технические характеристики МДО покрытий на сплавах

Характеристика Алюминиевые сплавы Магниевые сплавы
Толщина покрытия 10-300 мкм 10-300 мкм
Микротвердость 800-1950 HV 650-950
Коэффициент трения 0,01-0,02 0,01-0,02
Напряжение пробоя до 4500 В 600 В

Структура МДО покрытияСтруктура МДО покрытий на а) алюминиевых (АД31) и б) магниевых (МЛ5) сплавах.

Свойства покрытий достигаются за счет формирования на поверхности изделий керамических оксидных пленок, в частности –  Al2O3 (корунд), позволяющих многократно повысить износостойкость и коррозионную стойкость деталей, придав им красивый декоративный вид.

Таблица цветов МДО покрытий

Сплав Цвет покрытия
Цвет покрытия, обусловленный самим сплавом
Д16 чёрныйкоричневый
В95 розовый
АМг5 бежевый
Алюминиевый сплав с титаном голубой
МЛ5 бежевыйсерый
АК12 серый
Цвета покрытий, получаемые на любом сплаве
Цвета МДО покрытия 1. бурый
2. черный
3. коричневый
4. синий
5. белый

Коммерческая информация

Условия оплаты:

  • 50 % – аванс;
  • 20 % – после извещения о готовности оборудования к отправке и принятия ее заводских испытаний на площадке Изготовителя;
  • 20 % – после поставки оборудования на склад предприятия Заказчика;
  • 10 % – после ввода оборудования в эксплуатацию.

Сроки:

  • сроки изготовления оборудования – 6 месяцев с момента получения авансового платежа;
  • сроки поставки – 4 недели;
  • сроки монтажа – 3 недели.

По согласованию с Заказчиком могут быть установлены иные сроки и условия оплаты.

Конкурентные преимущества

Сочетая в себе сущность процесса классического анодирования с положительными технологическими особенностями, МДО позволяет поднять качество формируемых защитных покрытий на более высокий уровень. В результате анализа технологии получения МДО были выделены преимущества, связанные с особенностями:

  • электролита: малая концентрация, экологичность и неагрессивность электролитов и самого процесса, возможность обработки сложнопрофильных деталей благодаря высокой рассеивающей способности электролита;
  • осуществления технологического процесса: отсутствие необходимости тщательной предварительной подготовки поверхности детали (травления, обезжиривания, осветления, промывок горячей и холодной водой и т.д.) в начале технологической цепочки, что способствует минимизации производственных площадей и сокращения времени технологического процесса, устойчивый, легко воспроизводимый процесс;
  • оборудования: возможность получения покрытий большой толщины без применения сложного холодильного оборудования, простое и легко управляемое оборудование, возможность автоматизации технологического процесса;
  • свойств получаемых покрытий: возможность получения многофункциональных керамикоподобных покрытий, характеризующимися высокими эксплуатационными характеристиками и обладающими высокой адгезией, обработка не изменяет начальных размеров детали, так как покрытие формируется за счет преобразования поверхностного слоя, стабильность характеристик покрытий.

При переходе к этой технологии наблюдается повышение производительности труда и, соответственно, расширение ассортимента предлагаемой высококачественной продукции при постепенном снижении себестоимости обработки по сравнению с анодированием.

Есть несколько неоспоримых преимуществ, отличающих нашу технологию от МДО-технологий других компаний:

  • применение источников питания, разработанных специалистами нашей компании  позволяют получать покрытия за более короткое время и с меньшими энергозатратами, при этом площадь загрузки составляет до 5 м2;
  • в отличие от других участников рынка МДО-технологий наша компания предлагает покрытие, которое не требует дополнительной механической обработки после МДО-процесса, что также снижает стоимость продукта;
  • возможность получения многофункциональных декоративных керамикоподобных покрытий, характеризующихся высокими эксплуатационными характеристиками и обладающими высокой адгезией.