Документ описывает процесс микродугового оксидирования (МДО) как метод получения защитных покрытий на алюминиевых сплавах, важный для различных промышленных отраслей. Процесс включает три стадии, где только на стадии МДО формируется высококачественное покрытие с особыми свойствами, включая твердость и износостойкость. Цель работы заключается в определении стадии, которая обеспечивает наилучшие эксплуатационные характеристики покрытия.

3. Введение
Ускорение научно технического прогресса и развитие современной промышленности
требует разработки новых методов получения защитных покрытий на поверхности
конструкционных материалов, в том числе и на поверхности алюминиевых сплавов.
Применение последних доминирует во многих отраслях промышленности, в частности
в авиации, судостроении, транспортном машиностроении, нефтедобывающей и
перерабатывающей промышленности.
Одним из наиболее перспективных методов нанесения защитных покрытий на изделия
и конструкции из алюминиевых сплавов, который постоянно совершенствуют,
является микродуговое оксидирование (МДО).
Микродуговое оксидирование – процесс получения покрытий на поверхности
материалов в высоковольтном режиме, обеспечивающем наличие перемещающихся
микроразрядов по их поверхности.
Этим методом можно получать покрытия с высокими рабочими свойствами на
изделиях из алюминиевых, магниевых и др. сплавов любой сложной геометрической
формы с высокими рабочими свойствами: твердость, износостойкость, прочность
сцепления с металлической основой и защитно-коррозионной способностью.
Примеры изделий из алюминиевых сплавов с микродуговыми покрытиями,
применяемые в различных отраслях промышленности, представлены на рис.1:

4. а) б) в)
г) д)
Рис.1 Изделий из алюминиевых сплавов с микродуговыми покрытиями:
а) диск автомобильного колеса; б) фрагмент насосно-компрессорной трубы; в) возвратный
клапан; г) шаровой клапан; д) пробка шарового крана.

5. Сложный процесс микродугового оксидирования состоит из трех стадий (рис.2).
Рис.2
Кривая зависимости напряжения (Ua) от времени проведения процесса микродугового
оксидирования.
На стадии анодирования (рис.2) на поверхности сплавов формируется неизносостойкое,
незащитное покрытие, состоящее не только из γ-Al2O3, но и H2O, компонентов
электролита, химически связанных с оксидом, сквозных пор (т.е. пор доходящих до
поверхности).
На стадии искрения (рис.2), когда на поверхности сплавов горят микродуговые разряды,
температура в которых не превышает 2000 °С формируется покрытие, состоящее только
из Al2O3 и сквозных пор. Данные покрытие, хотя и являются более защитными, чем
анодное покрытие, но не является еще достаточно износостойким, твердым, защитно-
коррозионным.

6. Только на стадии собственно микродугового оксидирования, когда температура в
микродуговых разрядах находится в интервале 5000 – 10 000 °С, на поверхности
алюминиевых сплавов формируется α-Al2O3 (корунд). В этом случае покрытие
является защитно-коррозионным, твердым и износостойким.
Следует отметить, что на всех стадиях температура электролита и образца
находится в интервале 18 – 40 °С.
Рост покрытия происходит вследствие высокотемпературного окисления
алюминиевых сплавов в плазме.
Принципиальная схема установки для нанесения микродуговых покрытий
представлена на рис.3
1. Трансформатор
2. Блок управления
3. Блок контроля электропитания установки
4. Токоподводы
5. Электромеханическая мешалка
6. Термометр
7. Образец
8. Электролитическая ванна с охлаждением
9. Вытяжная вентиляция
Рис.3

7. Цель работы:
установление определяющей стадии микродугового оксидирования
для придания конечной твердости и износостойкости изделия.

8. Оборудование и материалы:
1. устройство для просмотра видеоролика;
2. видеоролик;
3. образцы из алюминиевого сплава – 4 шт.

9. Порядок выполнения работы:
I. Просмотрите информационный видеоролика, во время просмотра постарайтесь:
а) разделить процесс микродугового оксидирования на три вышеописанные стадии;
б) оценить возможность получения равномерных покрытий на всей поверхности
образцов сложной геометрической формы.
II. На четырех образцах из алюминиевого сплава, широко применяемого в
авиакосмической отрасли и судостроении, попытайтесь нарушить покрытие
процарапыванием.
Нумерация образцов:
1. без покрытия;
2. с покрытием, полученным на стадии анодирования;
3. с покрытием, полученным на стадии искрения;
4. с покрытием, полученным на стадии собственно микродугового оксидирования.
III. Сделайте вывод: на какой стадии процесса получаются более твердое и
износостойкое покрытие.

10. Вывод:
придание конечной твердости и
износостойкости изделия
обеспечивается непосредственно
стадией МДО.