Микродуговое оксидирование.

(пособие для чайников и не только)

(или о чем молчат специалисты)

Прелюдия и послесловие в одном флаконе.

Уважаемые читатели! Всё изложенное ниже – плоды многолетней работы с этим технологическим процессом. Вполне естественно будет желание некоторых специалистов оспорить мои предположения и рекомендации. Это абсолютно нормально и по жизни логично.
Весь материал может быть перепечатан и размножен любым желающим, причем, как это не странно в нынешнем мире, абсолютно бесплатно!
Буду весьма признателен за неизбежную критику и с удовольствием отвечу на возникающие вопросы.
Уважаемые студенты и аспиранты! Огромная просьба!!! Если вас заинтересовал этот процесс или вы занимаетесь им, создайте сайт по МДО, я уже отстал от нынешних высоких «нано-технологий». Мой вклад в сайт – эта статья; буду там активным участником. (Ведь есть же сайт любителей пива!)
Уважаемые специалисты! Может я и оказал вам «медвежью услугу», но огромная просьба: эта технология РОССИЙСКАЯ и давайте совместно ее продвигать на предприятия. Уверен, многие имеют не меньший опыт работы по данной технологии, и с удовольствием буду у них учиться.

«Нельзя объять необъятное»
Козьма Прутков.

С уважением ко всем.
Чавдаров Анатолий Валентинович
Москва. Январь-февраль 2012года.
P.S. С вопросами и предложениями можно обращаться по адресу info@firma-tom.ru
Я почту смотрю ежедневно.

Часть1

0. Немного об авторе. Чавдаров Анатолий Валентинович.

Кандидат технических наук в области сварки, 10 лет занимался конструированием телевизоров, летающих дальше всех и точнее всех, 10 лет преподавал в институте сварку и самую страшную для студентов высшую математику. Микродуговым оксидированием (МДО) занимаюсь с 1990 года. Автор более 50 установок и комплексов для сварки, наплавки и напыления. Изготовлено и внедрено более 300 единиц оборудования в России и странах ближнего зарубежья. Промышленные установки МДО работают в России и Австрии.

В настоящее время - генеральный директор ООО «Научно-производственное объединение «Технологическая обработка материалов» (ООО «НПО» ТОМ»).

1. А что это такое?

Называют этот процесс по-разному: микродуговое оксидирование (МДО), аноднодуговое оксидирование (АДО), анодноискровое оксидирование (АИО), mikroarcoksidacion (MAO), есть и другие варианты. Большинству инженеров, а также бывшим школьникам, изучавшим химию, известно, что существуют положительно заряженные элементы, например, железо, алюминий, и отрицательно заряженные, например, кислород. Если взять кусок стального прутка, содержащий железо, и опустить на некоторое значительное время в воду, содержащую кислород, то получим налет ржавчины. Впрочем, делать это не обязательно, ржавого железа у нас в России и за рубежом для подобных примеров много. Процесс соединения металла с кислородом называется оксидированием или анодированием. Это конечно не строго научное определение, но понятное.
А теперь немного про анодирование. Профессиональные гальваники по получению защитных покрытий на алюминиевых деталях используют процесс анодирования, т.е. принудительно создают на поверхности окисную пленку. Если это не делать, то алюминиевые детали без защитного покрытия сами начнут окисляться и получатся рыхлые белые пятна (это и есть естественные окислы алюминия), которые начнут увеличиваться и, в конечном счете, разрушат деталь. А вот процесс анодирования также является окислительным, но полученные пленки «алюминиевой ржавчины» настолько плотные, что почти не пропускают кислород для дальнейшего распространения процесса окисления. Чтобы исключить слово «почти» прибегают к дополнительным операциям, например, наносят слой краски или лака, или пропитывают окисную пленку специальными составами. И все это для «закрытия» дороги кислороду к детали: чем меньше пористость анодного покрытия с доп. защитой, тем дольше прослужит деталь.
Вполне естественно, что человечество (не всё конечно) «возмутилось» и стало искать способы уменьшения пористости анодных покрытий.
При электроанодировании используют небольшую плотность постоянного тока на единицу площади (1-3 ампера на квадратный дециметр) при небольшом напряжении 10-20 вольт. Если повысить напряжение до 50-100 вольт, то вместо создания защитной пленки мы получим процесс мощного разрушения поверхности детали из за возникшего искрения. Лет 100 назад большинство профессионалов решило, что этот путь не пригоден.
Но большинство, это еще не все. В Новосибирске на кухне (почти байка) двое молодых советских ученых супруги Марковы «на коленке» собрали установку по анодированию (вместо гальванической ванны использовалась обычная трехлитровая банка) и увеличили напряжение выше 100 вольт – до 220 (в наших квартирах выше не бывает), да еще и не стали преобразовывать в постоянный ток, а подключили накапливающий энергию конденсатор. Чудо произошло!
Деталька покрылась множеством попеременно вспыхивающих мощных искр, которые не разрушали, а создавали покрытие с интересными свойствами. Ну а дальше все по известному пути: лабораторные исследования в институте, научное обоснование полученного процесса, исследование свойств покрытий, защита кандидатских и докторских диссертаций и т.д.
Отсюда и произошло основное название процесса: микродуговое оксидирование (МДО) – окисление металла при воздействии микродуги.
В процессе эволюции за последние 30 лет МДО претерпел много изменений: появились очень сложные и интересные источники питания с изменяемыми характеристиками, много новых оригинальных растворов, позволяющих получать керамические покрытия через переходные слои даже на стальных деталях. Но промышленного применения пока все это нашло очень мало.
Все ниже изложенное относится к «не эволюционному», традиционному и наиболее успешно применяемому процессу МДО.

Продолжение следует...

(Часть1) (Часть 2) (Часть 3) (Часть 4) (Часть 5) (Часть 6)