Influence of electrical parameters of the micro-arc oxidation mode on the structure and properties of coatings

Abstract

The influence of different power sources of the micro-arc oxidation process on the peculiarities of structure formation and properties of coatings on aluminum alloy AB formed in alkali-silicate electrolyte in the anode-cathode mode is investigated. It is shown that the pulse technology and the anode-cathode mode make it possible to form coatings containing mainly oxides of the α-Al₂O₃ type (corundum) with a high growth rate. It has been established that with a small thickness of the oxide layer, the rate of heat removal both to the metal and to the electrolyte is high; this fact promotes the formation of alumina in the form of the γ-Al₂O₃ phase. The energy concentration in the thick oxidizing layer causes the formation of high-temperature modification of α-Al₂O₃. It is shown that the mechanism of α-Al₂O₃ formation is determined by two factors: the energy difference in the formation of γ-Al₂O₃ and α-Al₂O₃ phases, and the polymorphic high-temperature transformation of γ-Al₂O₃→α-Al₂O₃ in the high-temperature region of the arc discharge.Досліджено вплив різних джерел живлення процесу мікродугового окислення на особливості структуроутворення та властивості покриттів на алюмінієвому сплаві АВ, сформованих у лужно-силікатному електроліті в анодно-катодному режимі. Показано, що імпульсна технологія та анодно-катодний режим дозволяють формувати покриття, що містять переважно оксиди типу α-Al₂O₃ (корунд) з високою швидкістю росту. Встановлено, що при малій товщині оксидного шару швидкість тепловіддачі як до металу, так і до електроліту висока; це сприяє утворенню глинозему у вигляді фази γ-Al₂O₃. Концентрація енергії в товстому окислювальному шарі викликає утворення високотемпературної модифікації α-Al₂O₃. Показано, що механізм утворення α-Al₂O₃ визначається двома факторами: різницею енергій утворення фаз γ-Al₂O₃ та α-Al₂O₃ та поліморфним високотемпературним перетворенням γ-Al₂O3→α-Al₂O₃ в високотемпературна область дугового розряду.