Co to jest elektrolityczne utlenianie plazmowe?
Plazmowe utlenianie elektrolityczne (PEO) jest jednym z kilku procesów, które pokrywają powierzchnię metalowego przedmiotu ochronną warstwą ceramiczną. Materiały, które można poddać takiej obróbce, obejmują metale takie jak aluminium i magnez, a powłoka ceramiczna jest zwykle tlenkiem. Proces ten przypomina anodowanie, ale wykorzystuje znacznie wyższe potencjały elektryczne, co może powodować powstawanie wyładowań plazmowych. Powoduje to tworzenie bardzo wysokich temperatur i ciśnień wzdłuż powierzchni przedmiotu obrabianego, co może skutkować nieco grubszymi powłokami ceramicznymi, niż jest to możliwe w przypadku tradycyjnego anodowania. Warstwa ochronna utworzona przez elektrolityczne utlenianie plazmowe może zapewnić takie korzyści, jak odporność na korozję i zużycie.
Pierwsze eksperymenty z elektrolitycznym utlenianiem plazmowym miały miejsce w latach 50. XX wieku i od tego czasu opracowano i udoskonalono różne techniki. Każda z technik PEO działa na tej samej podstawowej zasadzie, która polega na tym, że niektóre metale można indukować w celu utworzenia ochronnej powłoki tlenkowej w odpowiednich warunkach. Wiele metali w naturalny sposób tworzy warstwę tlenkową w obecności tlenu, ale zwykle nie jest bardzo gruba. W celu zwiększenia grubości powłoki tlenkowej należy zastosować anodowanie i inne techniki.
Na najbardziej podstawowym poziomie elektrolityczne utlenianie plazmowe przypomina tradycyjne anodowanie. Metalowy przedmiot jest obniżany do kąpieli elektrolitycznej i podłączony do źródła energii elektrycznej. W większości przypadków metalowy przedmiot będzie działał jak jedna elektroda, a kadzia zawierająca elektrolit to druga. Elektrody są doprowadzane do elektrod, co powoduje uwalnianie wodoru i tlenu z roztworu elektrolitycznego. Gdy tlen jest uwalniany, reaguje z metalem i tworzy warstwę tlenku.
Tradycyjne anodowanie wykorzystuje około 15 do 20 woltów, aby wyhodować warstwę tlenku na metalowym elemencie, podczas gdy większość technik plazmowego elektrolitycznego utleniania wykorzystuje impulsy o wartości 200 lub więcej woltów. To wysokie napięcie jest w stanie pokonać wytrzymałość dielektryczną tlenku, co prowadzi do reakcji plazmy, od których zależy technika. Te reakcje plazmy mogą powodować powstawanie temperatur około 30 000 ° F (około 16 000 ° C), które są niezbędne do tworzenia grubych warstw tlenków, które mogą tworzyć procesy PEO.
Powłoki tlenkowe, które można wytworzyć w procesie elektrolitycznego utleniania plazmowego, mogą mieć grubość przekraczającą kilkaset mikrometrów (0,0078 cala). Anodowanie można również stosować do tworzenia warstw tlenkowych o grubości do około 150 mikrometrów (0,0069 cala), chociaż proces ten wymaga silnego roztworu kwasu w przeciwieństwie do rozcieńczonego elektrolitu podstawowego zwykle stosowanego do elektrolitycznego utleniania plazmowego. Właściwości powłoki PEO można również zmienić, dodając do elektrolitu różne substancje chemiczne lub zmieniając synchronizację impulsów napięcia.