等離子體電解沉積是一類新穎而高效的表面處理技術(shù)，可在金屬表面形成較厚的冶金結(jié)合強(qiáng)化層，因此，在金屬表面強(qiáng)化與功能化改性方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
近些年來該技術(shù)得到了國內(nèi)外材料研究領(lǐng)域的專家以及涉及金屬產(chǎn)品表面強(qiáng)化與裝飾的企業(yè)的廣泛關(guān)注，發(fā)展很快。然而，在理論與工程技術(shù)等方面尚存許多問題需要研究解決。本文主要開展了以下幾方面研究工作：
1)鋁表面等離子體電解氧化；
2)鋁表面等離子體電解氧化及其強(qiáng)化與刷鍍；
3)Q235鋼表面間接等離子體電解氧化；
4)Q235鋼表面等離子體電解溶滲；
5)W9Mo5Cr4V2高速鋼ESD-PED復(fù)合表面改性。在鋁表面等離子體電解氧化方面系統(tǒng)研究了等離子體氧化過程中電學(xué)參量、陶瓷層的厚度、表面形貌特征、相組成等隨時(shí)間的變化規(guī)律和微觀機(jī)理，以及陶瓷層的耐磨耐蝕性能等。


研究表明：等離子體電解氧化過程中處理液的組分也參與到反應(yīng)當(dāng)中，并成為陶瓷層的一部分；陶瓷層厚度主要與電流密度和處理時(shí)間有關(guān)，不同電流密度下存在不同的處理時(shí)間，電流密度越小，處理時(shí)間越短；陶瓷層內(nèi)殘留的放電通道尺寸隨時(shí)間延長而增大，數(shù)目減少，并依此建立物理模型推導(dǎo)出放電通道處溫度升高速率與工藝參數(shù)及材料常數(shù)的關(guān)系式。在鋁表面等離子體電解氧化及其強(qiáng)化與刷鍍方面主要研究了幾種添加劑，以及添加劑與超聲波共同作用對(duì)陶瓷層的生長速度與性能的影響，提出并初步研究了刷鍍等離子體電解氧化陶瓷層及其電絕緣特性。
研究表明：電解液內(nèi)添加重鉻酸鉀K2Cr2O7后形成的陶瓷層很致密，有大理石質(zhì)感，陶瓷層的成膜速率也有顯著提高，而鎢酸鈉，氟化鉀，硼砂和納米氧化鋁粉末等其它幾種添加劑效果不明顯，有的甚至產(chǎn)生負(fù)作用，如增大放電通道尺寸；超聲波對(duì)等離子體電解氧化過程具有明顯的促進(jìn)作用，有效地提高了陶瓷層的生長速率、硬度、耐磨性與耐磨性；刷鍍等離子體電解氧化具有不受電解槽的尺寸和電源功率限制，并且可以方便地對(duì)工件進(jìn)行局部陶瓷化處理等優(yōu)點(diǎn)；陶瓷層的擊穿電壓隨陶瓷層厚度增加而升高，而擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨厚度增加而下降。在Q235鋼復(fù)合等離子體電解氧化研究中分別開展了有關(guān)熱浸鍍鋁層和經(jīng)感應(yīng)重熔的電弧噴鋁層作為中介層進(jìn)行等離子體電解氧化的模擬、試驗(yàn)與理論研究。
研究表明，這兩種復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)均可在鋼表面獲得冶金結(jié)合的復(fù)合涂層，明顯提高了鋼表面耐蝕性和耐磨性。在Q235鋼等離子體電解溶滲研究中，系統(tǒng)研究了電解液、電壓、處理時(shí)間、極間距等工藝規(guī)范的影響情況，研究表明：采用KCl-C2H5ONH2電解液體系對(duì)Q255鋼進(jìn)行液相等離子體電解碳氮共滲處理，效果很顯著，而采用KCl-HCONH2 andKCl-CO(NH2)2電解液體系未能獲得明顯有效的滲層或電解液發(fā)生快速分解失效。對(duì)采用KCl-C2H5ONH2電解液體系進(jìn)行液相等離子體電解碳氮共滲處理開展了系統(tǒng)研究工作，獲得了一系列重要研究結(jié)果。
在W9Mo5Cr4V2高速鋼P(yáng)ED-ESD復(fù)合表面改性研究中，以W9Mo5Cr4V2高速鋼為基體，YG8硬質(zhì)合金為電極，開展了工藝與組織性能試驗(yàn)研究工作。研究表明，新方法的成膜速率明顯高于ESD技術(shù)，形成的金屬陶瓷涂層耐磨性也明顯優(yōu)于ESD技術(shù)。http://www.hbard.cn