基材が MAO に適しているかどうかは何で決まりますか？

Schlüssel-Faktoren für die Eignung des Substrats für MAO

Die Eignung eines Metallsubstrats für Micro-Arc Oxidation (MAO) wird durch eine Kombination aus seinen grundlegenden elektrochemischen Eigenschaften, der spezifischen Legierungszusammensetzung und der Integrität der Oberfläche bestimmt. Nicht alle Metalle können durch diesen Prozess eine funktionale Keramikbeschichtung bilden.

1. Grundlegendes elektrochemisches Verhalten: Valve-Metal-Eigenschaft

Die primäre Voraussetzung ist, dass das Basismetall ein "Valve Metal" sein muss, wie Aluminium, Magnesium, Titan oder deren Legierungen. Diese Metalle zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, bei anodischer Polarisation in einem geeigneten Elektrolyten eine dichte, stabile, haftende und passivierende Oxidschicht zu bilden. Diese natürliche Oxidschicht dient als Ausgangspunkt, der unter dem intensiven elektrischen Feld des MAO-Prozesses einem dielektrischen Durchschlag unterliegt und in eine dicke, kristalline Keramikschicht transformiert wird. Metalle wie Zink, Kupfer und Eisen bilden diese Art von Schutzfilm nicht und sind daher für MAO ungeeignet.

2. Legierungszusammensetzung und Mikrostruktur

Selbst innerhalb kompatibler Valve-Metalle ist die spezifische Legierungszusammensetzung entscheidend. Das Vorhandensein und die Konzentration von Legierungselementen beeinflussen direkt das Wachstum, die Struktur und die Eigenschaften der Beschichtung.

• Aluminiumlegierungen: Wie in unserem Die Cast Aluminum Alloys-Portfolio beschrieben, sind Elemente wie Silicium und Kupfer entscheidend. Ein hoher Siliciumgehalt (z. B. in A380) erzeugt inerte Partikel, die die Gleichmäßigkeit der Beschichtung stören und deren Korrosions- und Verschleißbeständigkeit reduzieren. Für optimale Ergebnisse wird eine niedrig-siliciumhaltige Legierung wie A360 bevorzugt.

• Magnesiumlegierungen: Elemente wie Aluminium und seltene Erden können die Gießbarkeit und Beschichtungseigenschaften verbessern, während hohe Mengen an Verunreinigungen lokalisierte Korrosion fördern können.

• Titanlegierungen: Zeigen generell eine ausgezeichnete Kompatibilität, wobei die meisten gängigen Legierungen wie Ti-6Al-4V hochwertige Beschichtungen erzeugen.

3. Fertigungsprozess und Oberflächenintegrität

Die Methode zur Herstellung des Bauteils beeinflusst die MAO-Eignung erheblich. Das Substrat muss eine einwandfreie Oberfläche ohne wesentliche Defekte aufweisen.

• Porosität und Einschlüsse: Bauteile, die mittels Aluminum Die Casting hergestellt werden, müssen so verarbeitet werden, dass die Oberflächenporosität minimiert wird. Subsurface-Poren können zu lokalisierten Entladungen und Beschichtungsdefekten führen. Dies ist eine Schlüsselüberlegung während unserer Die Castings Engineering-Phase.

• Oberflächenfinish und Vorbehandlung: Ein einheitliches Oberflächenfinish ist vorteilhaft. Während Post Machining eine ideale Oberfläche schaffen kann, muss dies vor der MAO erfolgen. Der Prozess überzieht die vorhandene Oberflächentopografie, sodass Kratzer oder Bearbeitungsspuren sichtbar bleiben können.

4. Leistungsanforderungen und Beschichtungsspezifikationen

Schließlich bestimmt die beabsichtigte Anwendung, ob ein Substrat "geeignet" ist. Ein Bauteil, das maximalen Korrosionsschutz erfordert (z. B. 1000+ Stunden Salzsprühbeständigkeit), verlangt eine kompatible Legierung wie A360. Ein Bauteil, bei dem ein dunkles, marmoriertes Erscheinungsbild akzeptabel ist, könnte eine hoch-siliciumhaltige Legierung tolerieren, obwohl die funktionale Leistung beeinträchtigt wird. Die frühzeitige Definition dieser Anforderungen in der Die Castings Design Service ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Substrat-Beschichtungskombination.