Как содержание кремния в сплаве влияет на характеристики MAO?
Влияние содержания кремния на формирование и свойства MAO-покрытия
Содержание кремния в алюминиевом сплаве является ключевым фактором, определяющим качество, эксплуатационные характеристики и внешний вид покрытия, полученного методом микродугового оксидирования (MAO). Кремниевые частицы существенно изменяют электрохимический процесс и микроструктуру формирующегося керамического слоя.
Нарушение равномерности и роста покрытия
Во время MAO-процесса высоковольтные плазменные разряды обеспечивают рост керамического слоя оксида алюминия (Al₂O₃) из алюминиевой основы. Кремний, присутствующий в сплаве как отдельная фаза, не окисляется анодным образом при этих условиях. Он остаётся инертным и встраивается в формирующуюся оксидную матрицу. Это приводит к образованию дискретной композитной структуры, в которой твёрдый изолирующий оксид алюминия формируется вокруг неокисленных кремниевых включений. В результате нарушается рост однородного керамического слоя, и покрытие становится более неоднородным и механически ослабленным.
Снижение функциональных характеристик
Такая изменённая микроструктура напрямую влияет на ключевые свойства покрытия:
Снижение коррозионной стойкости: Границы между матрицей оксида алюминия и кремниевыми включениями могут образовывать микрогальванические пары и пути для проникновения коррозионных агентов к металлу-основе. Это ослабляет барьерную защиту покрытия и приводит к снижению стойкости в солевом тумане по сравнению с покрытиями на низкокремниевых сплавах.
Снижение износостойкости: Хотя фаза оксида алюминия чрезвычайно твёрдая, кремниевые частицы создают структурные разрывы, способные инициировать микротрещины под механической нагрузкой. Итоговая износостойкость может быть ниже по сравнению с монолитным керамическим слоем на более чистом алюминиевом сплаве.
Изменение внешнего вида и диэлектрических свойств: Кремниевые включения рассеивают свет, придавая покрытию характерный тёмно-серый или чёрный пятнистый оттенок, что нежел������������тельно для декоративных применений. Диэлектрические свойства также могут быть менее стабильными из-за возможных проводящих путей внутри кремниевой сети.
Практические аспекты выбора сплава
Именно поэтому выбор сплава является важнейшим этапом в рамках нашей услуги проектирования литых деталей. Для компонентов, которым требуется максимальная эффективность MAO-покрытия — высокая износостойкость и улучшенная коррозионная защита — мы настоятельно рекомендуем использовать низкокремниевые сплавы, такие как A360.
Хотя распространённые литейные сплавы под высоким давлением, такие как A380 и ADC12 (с содержанием Si 7,5–9,5%), могут подвергаться MAO-обработке, итоговое покрытие не достигает максимальных потенциальных свойств по прочности и защитной функции. Высокое содержание кремния улучшает литейные характеристики, но ухудшает качество и однородность высокотехнологичного керамического MAO-слоя.
