微弧氧化会改变尺寸吗？典型涂层厚度是多少？

从制造与工程角度来看，微弧氧化（Micro-arc Oxidation，简称MAO），又称等离子体电解氧化（Plasma Electrolytic Oxidation，PEO），是一种适用于阀金属（如铝、钛、镁）的高性能表面处理工艺。对于任何精密加工服务而言，其对零件尺寸的影响是必须重点考虑的因素。

微弧氧化对尺寸的影响

是的，微弧氧化会改变零件尺寸，因此必须在设计与加工阶段提前进行补偿。该工艺通过高压电弧放电在基体金属表面生成陶瓷氧化层，这一层直接源自基材金属。

其关键特征在于涂层的生长方向：涂层会同时向内（渗入基材）和向外（增厚表面）生长。通常约有三分之二的厚度向内生长，三分之一向外生长。这意味着：

• 尺寸净增大： 最终零件尺寸将大于加工毛坯。外向生长部分直接导致关键尺寸增加。

• 公差补偿： 对于高精度尺寸要求的零件，需在MAO前预留涂层厚度，通过在CNC原型加工阶段将尺寸加工得略小以进行补偿。

典型微弧氧化涂层厚度

MAO涂层比常规阳极氧化厚得多，具备更优的耐磨与防腐性能。其厚度取决于基材种类、工艺参数与应用要求。

• 一般范围： MAO涂层厚度通常为10–100微米（µm），在特殊应用中可超过150 µm。

• 按材料分类：

  • 铝合金： 功能性涂层常在20–50 µm之间。对于用于汽车或航空航天等高磨损环境的铝CNC加工零件，可使用更厚涂层。

  • 钛合金： 对钛零件的涂层通常为10–30 µm，以提升耐磨性；若用于隔热或绝缘，也可采用更厚涂层。

  • 镁合金： 由于镁活性极高，MAO是防腐的理想选择，常用厚度为15–50 µm。

工程设计与应用考量

1. 为涂层而设计： 尖角与锐边会导致涂层生长不均及放电集中，建议使用圆角过渡。MAO适合复杂结构，特别适配多轴加工制件。

2. 后处理要求： 涂层表面通常较粗糙且多孔。对于需光滑配合或高尺寸精度的部位，需在MAO后进行磨削或珩磨等精加工，以达最终公差。

3. 性能与厚度平衡： 较厚涂层通常提供更佳耐磨与防腐性能，但可能因陶瓷层的微裂纹及界面缺口效应降低基体的疲劳强度。

4. 适用性选择： MAO非常适用于要求高硬度、隔热或绝缘性能且可接受尺寸变化的零件。不适用于壁薄或尺寸极紧的部件，因为涂层厚度可能占特征尺寸的显著比例。