DE112019000447T5

DE112019000447T5 - Verfahren zur Bildung einer oxidkeramischen Schutzschicht auf Oberflächen von Ventilmetallen und -legierungen

Info

Publication number: DE112019000447T5
Application number: DE112019000447.6T
Authority: DE
Inventors: Vladimir Nikandrovich Kokarev; Aleksandr Sergeevich Shatrov; Nikolai Andreevich Malikov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-10-01
Also published as: RU2018101685A3; WO2019143270A3; RU2681028C2; US20210108327A1; RU2018101685A; WO2019143270A2

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Galvanotechnik und kann im Maschinenbau, in der Medizin, in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie radioelektronischen Industrie sowohl in der Einzel- als auch in der Serienfertigung eingesetzt werden. Das Verfahren der plasma-elektrolytischen Oxidation (PEO) umfasst das Eintauchen des Erzeugnisses als Elektrode zusammen mit einer Gegenelektrode in ein Bad und das Zuführen bipolarer Spannungsimpulse an die Elektroden mit Hilfe eines Schaltnetzteils (einer Impuls-Stromversorgungsquelle). Bei diesem Verfahren werden an die Elektroden bipolare Rechteck-Spannungsimpulse angelegt. Auf einen Anodenimpuls folgen eine stromlose Pause und dann ein Kathodenimpuls. Das Verhältnis zwischen der Dauer des Anodenimpulses und der stromlosen Pause (TA/T0) wird im Bereich von 1:5 bis 1:6 gewählt. Dabei wird zwischen den Amplitudenwerten und der Dauer der Anoden- und Kathoden-Spannungsimpulse das Verhältnis UA*TA= UK*TKeingehalten.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Aufbringens von schützenden Beschichtungen, insbesondere die plasma-elektrolytische Oxidation (PEO) von Erzeugnissen aus Ventilmetallen und -legierungen. Gemäß dem vorliegenden Verfahren werden zu dessen Realisierung auf den Oberflächen dieser Erzeugnisse innerhalb relativ kurzer Zeit oxidkeramische Beschichtungen mit erhöhter Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit, Hitzebeständigkeit und dielektrischer Festigkeit (Durchschlagsfestigkeit) gebildet. Das in dieser Erfindung beschriebene Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen kann sowohl in der Einzel- als auch in der Serienfertigung im Maschinenbau, in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie radioelektronischen Industrie und in der Medizin eingesetzt werden.
Die Verfahren der plasma-elektrolytischen Oxidation (PEO) kombinieren gepulste Hochfrequenz-Elektrolyse-Betriebsarten (Hochfrequenz-Elektrolyse im Pulsbetrieb) und den Bereich hoher Polarisationsspannungen. Solche Verfahren sind zukunftsweisend im Bereich der PEO-Technologie.
Gemäß dem Patent WO 03/83181 sind ein Verfahren zur Bildung keramischer Beschichtungen auf Metallen und Legierungen und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens bekannt. Das Verfahren ermöglicht es, keramische Beschichtungen auf Ventilmetallen und -legierungen mit einer (Strom-)Pulsfolgefrequenz von 500 bis 10.000 Hz zu bilden. Der Mangel dieses Verfahrens besteht in der Form von Anoden- und Kathodenimpulsen, die den Elektroden zugeführt werden. Die Anoden- und Kathodenimpulse sind nadelförmig (Nadelimpulse) an der Vorderflanke. Diese Form von Stromimpulsen kann zu einer Stromüberlastung von leistungselektronischen Hauptelementen in Hochfrequenzumformern führen. Diese Form von Stromimpulsen erschwert somit die korrekte Auswahl dieser teuren Elemente.
Bekannt ist das Patent US 20160186352 , das die nichtmetallische Beschichtung und ein Verfahren zur Herstellung dieser Beschichtung beschreibt. Bei diesem Verfahren werden bipolare trapezförmige Spannungs- und Stromimpulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 0,1 bis 20 kHz an Elektroden angelegt. Die Amplitude der Anoden-Spannungsimpulse wird im potentiostatischen Betrieb, und die Amplitude der Kathoden-Stromimpulse wird im galvanostatischen Betrieb aufrechterhalten. Der Mangel dieses Verfahrens besteht in der Verwendung von trapezförmigen Spannungs- und Stromimpulsen. Sie sind im Vergleich zu Rechteckimpulsen energetisch weniger wirksam. Dies wirkt sich negativ auf die Leistungsfähigkeit des PEO-Prozesses aus. Darüber hinaus kann die Leistung der Kathodenimpulse bei der Oxidation in den oben genannten Betriebsarten so stark zunehmen, dass die bereits gebildete Beschichtung beeinträchtigt (abgebaut) wird. Dies erfolgt, wenn die Schichtdicke der Keramikbeschichtung ausreichend groß geworden ist sowie unter den Bedingungen ständig steigender Kathodenspannung und konstanten Kathodenstroms.
Der vorliegenden Erfindung am nächsten kommt das Verfahren zur Bildung einer keramischen Schutzschicht auf der Oberfläche von Metallerzeugnissen gemäß dem Patent WO 2008120046 . In diesem Verfahren werden kurze, aber leistungsstarke Rechteck-Spannungsimpulse verwendet. Die Dauer der Anodenimpulse beträgt dabei 5 bis 20 µs. Das Verhältnis zwischen der Anodenimpulsdauer und der Kathodenimpulsdauer ist T_A/T_K = 0,2 - 0,4.
Der Hauptmangel dieser und der vorigen ( US 20160186352 ) Erfindung ist das Fehlen einer ausreichend langen stromlosen Pause im Zeitraum nach dem Durchgang von einem Anoden- und vor dem Durchgang eines Kathoden-Spannungs- und Stromimpulses. Eine solche Pause ist zur Korrektur und Wiederherstellung der Konzentrations- und thermischen Bedingungen in den elektrodennahen Elektrolytschichten erforderlich.
In den oben genannten Patentschriften folgen die bipolaren Strom- und Spannungsimpulse ohne stromlose Pause aufeinander. Bei Hochleistungs-Impulsen erreicht die Energie lokaler Entladungen solche Werte, dass die resultierenden geringen Umfänge geschmolzenen Oxids keine Zeit haben, vollständig zu kristallisieren. Daher erfolgt die nächste Entladung an der gleichen Stelle. Dies wirkt sich negativ auf die Stabilität des PEO-Prozesses und die Qualität der gebildeten Beschichtung aus.
Die Hauptaufgabe der Erfindung mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens ist die Bildung einer oxidkeramischen Beschichtung mit höheren physikalisch-mechanischen und schützenden Eigenschaften im Vergleich zu den Eigenschaften von Beschichtungen, die nach den auf diesem Gebiet bekannten PEO-Verfahren hergestellt werden. Dazu gehört eine höhere Mikrohärte, ein höheres Elastizitätsmodul von Beschichtungen, eine höhere Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeit und eine höhere Dichte von Beschichtungen. Die Erhöhung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften führt zur Verbesserung solcher praktischen Schutzeigenschaften von Beschichtungen, wie Beständigkeit gegen abrasivem und erosivem Verschleiß, Beständigkeit gegen Vibrations- und Kavitationsbelastungen und Korrosionsbeständigkeit. Die Verbesserung praktisch wichtiger Eigenschaften von Beschichtungen kann wiederum die Leistung von Erzeugnissen mit Schutzschicht erhöhen. Sie ermöglicht es auch, den Einsatzbereich solcher Erzeugnisse erheblich zu erweitern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Möglichkeit, den PEO-Prozess mit hohen Raten der Bildung von oxidkeramischen Beschichtungen zu führen, indem in kurzzeitigen Impulsen hohe (Spannungs- sowie Strom-) Leistungen eingesetzt werden. Dabei werden ein unerwünschter Übergang von Mikroplasma-Entladungen in Lichtbogenentladungen und eine „Auflockerung“ von Beschichtungen verhindert. Die Oxidation mit intensiven elektrischen Betriebsarten ermöglicht es, nicht nur die Leistung des Prozesses zu erhöhen, sondern auch qualitativ hochwertigere durchgeschmolzene oxidkeramische Beschichtungen herzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgaben der Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung einer oxidkeramischen Schutzschicht auf der Oberfläche von Erzeugnissen aus Ventilmetallen (Aluminium, Titan, Magnesium, Zirkonium, Tantal, Niob, Beryllium) und ihren Legierungen vorgeschlagen. Nach diesem Verfahren wird ein Erzeugnis als Elektrode zusammen mit einer Gegenelektrode in ein Bad eingetaucht. Das Bad ist mit einer wässrigen alkalischen Elektrolytlösung gefüllt. Bipolare Spannungsimpulse werden an die Elektroden angelegt. Sie stellen sicher, dass der Prozess im PEO-Betrieb geführt wird.
Die Neuheit besteht darin, dass:

- bipolare Rechteck-Spannungsimpulse an die Elektroden angelegt werden. Darauf folgt eine stromlose Pause, gefolgt von einem Kathodenimpuls. Das Verhältnis zwischen der Dauer des Anodenimpulses und der stromlosen Pause (T_A/T₀) wird zwischen 1:5 und 1:6 gewählt. Die Dauer des Anodenimpulses beträgt 3 bis 30 µs. Die Gesamtdauer der Periode (T = T_A + T₀ + T_K) beträgt 30 bis 300 µs;
- bei der Oxidation zwischen den Amplitudenwerten und der Dauer der Anoden- und der Kathoden-Spannungsimpulse das Verhältnis U_A*T_A=U_K*T_K aufrechterhalten wird.

Von der Art der technologischen Führung des PEO-Prozesses (dazu gehören: Amplitude und Dauer der Anoden- und Kathoden-Spannungsimpulse, effektive Stromdichte im Anoden- und Kathoden-Stromkreis, Dauer des Oxidationsprozesses) hängen weitgehend sowohl die Leistung des Prozesses als auch die Qualität ab, d.h. die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der oxidkeramischen Beschichtung.
Die Erfindung beschreibt ein hochfrequentes anodisch-kathodisches Hochspannungs-PEO-Verfahren. Dies ist eine neue wegweisende Richtung in der Entwicklung von PEO-Verfahren. Unter den Bedingungen einer extrem kurzen Impulsdauer, einer hohen Folgefrequenz der Impulse sowie hoher Spannungsamplituden in diesen Impulsen werden die Prozesse elektroplasmachemischer Reaktionen deutlich beschleunigt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Ionen in den Durchschlagsbereichen nimmt stark zu. All dies führt zu einer wesentlichen Erhöhung der Bildungsraten von oxidkeramischen Beschichtungen.
In der vorliegenden Erfindung werden Betriebsarten verwendet, bei denen dem Anodenspannungsimpuls eine ziemlich lange stromlose Pause folgt, gefolgt von einem Kathodenstromimpuls. In diesem Fall wird das Verhältnis der Anodenimpuls-Dauer zur stromlosen Pause (T_A/T₀) im Bereich von 1:5 bis 1:6 gewählt. Die Dauer des Anodenimpulses beträgt 3 bis 30 µs. Die Gesamtdauer der Periode (T = T_A + T₀ + T_K) beträgt 30 bis 300 µs. Eine solche stromlose Pause ist für den Ausgleich der Elektrolytkonzentration im elektrodennahen Raum und für die Wärmeaufnahme erforderlich. Die Wärme entsteht durch Entladungen und elektroplasmachemische Reaktionen und wird von dem Grundmetall und dem Elektrolyten entwickelt. Diese Prozesse finden aufgrund von Konvektion, Diffusion und Wechselwirkung der Elektrolytionen untereinander statt.
Die Mindestdauer der stromlosen Pause ist die Mindestzeit, die zur Relaxation und Stabilisierung des Mikroplasma-Durchschlagsprozesses erforderlich ist. Die Dauer der stromlosen Pause berechnet sich aus dem Verhältnis der Anodenimpulsdauer zu ihrer Dauer von 1:5. Eine deutliche Verlängerung der stromlosen Pause wird zu einer Verringerung der Leistung des PEO-Prozesses führen. Die angegebene optimale Periodendauer von 30 bis 300 µs entspricht der Pulsfolgefrequenz von 3,3 bis 33 kHz. Die Dauer der Anodenimpulse beträgt dabei 3 bis 30 µs.
Die Autoren der Erfindung haben das optimale Verhältnis zwischen den Amplitudenwerten der Anoden- und Kathoden-Spannungsimpulse und deren Dauer, und zwar U_A*T_A = U_K*T_K, durch Versuche ermittelt. Das Verhältnis wird anhand eines mikroprozessorgestützten Steuersystems eines Schaltnetzteils (einer Impuls-Stromversorgungsquelle) realisiert. Gerade bei einem solchen Verhältnis von Spannungen und Impulsdauer wird zusammen mit der Verwendung einer stromlosen Pause die Bildung von harten, festen und dichten oxidkeramischen Beschichtungen erreicht.
Durch die Verwendung hoher (Spannungs- und Strom-) Leistungen in kurzzeitigen Impulsen werden hohe Raten der Bildung von oxidkeramischen Beschichtungen gewährleistet. Dies erfolgt unter der Bedingung der Verhinderung des Übergangs von Mikroplasma-Entladungen in Lichtbogenentladungen und der „Auflockerung“ von Beschichtungen. Die größte Schichtdicke innerhalb einer relativ kurzen Oxidationszeit wird bei hohen Amplitudenwerten von Spannungen in Impulsen erreicht.
Je nach Aufgabenstellung und zu verarbeitendem Material liegen die optimalen Schichtdicken der keramischen schützenden Beschichtungen bei 20 bis 100µm. Diese Schichtdicken werden in einer Oxidationszeit von 5 bis 20 Minuten erreicht. Zur Bildung solcher Beschichtungen in wässrigen alkalischen Elektrolytlösungen wird die Verarbeitung bei folgenden Spannungen durchgeführt: 600 bis 1200 V Anodenspannung und 150 bis 450 V Kathodenspannung, je nach Art der verarbeiteten Materialien. Wenn Aluminium und seine Legierungen verarbeitet werden, beträgt die Amplitude der Anodenspannung 900 bis 1200 V. Die Amplitude der Kathodenspannung beträgt 250 bis 450 V. Bei der Verarbeitung von Titan, Magnesium, Tantal, Zirkonium, Niob, Beryllium und deren Legierungen beträgt die Amplitude der Anodenspannung 600 bis 800 V. Die Amplitude der Kathodenspannung beträgt 150 bis 250 V. Hohe Spannungen in den Impulsen führen zu einer Erhöhung der Eindringtiefe von Mikroplasma-Durchschlägen (praktisch bis zum Grundmetall). Dies führt zur Erzielung von Beschichtungen mit homogener Zusammensetzung und Struktur über die gesamte Schichtdicke.
Die Größe der Spannungen ist eng mit der effektiven Stromdichte verbunden. Bei hohen Spannungsamplituden sind die wichtigsten Elektrolyse-Parameter, die während des PEO-Prozesses kontrolliert werden, die Werte der effektiven Stromdichte (oder des Durchschnittsstroms) im Anoden- und Kathoden-Stromkreis. Die Stromdichte beeinflusst die Anzahl der Mikroplasma-Entladungen. Infolgedessen beeinflusst die Stromdichte die Leistung des Prozesses und den Durchschmelzgrad der Beschichtung. Der Oxidationsprozess wird bei einer effektiven Stromdichte von 5 bis 20 A/dm² in der Anodenperiode und 6 bis 25 A/dm² in der Kathodenperiode durchgeführt, abhängig von der Art des verarbeiteten Materials. Bei effektiven Stromdichten unterhalb der optimalen Werte verringert sich die Härte der Beschichtungen, und die Oxidationsleistung nimmt ab. Bei effektiven Stromdichten, die über den optimalen Werten liegen, nimmt die Größe der Kristalle in den Beschichtungen zu, und die Porosität steigt an. Folglich verringern sich die Festigkeit und die Dichte der Beschichtungen.
Der technische Effekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mit den oben angeführten intensiven Arten der Elektrolyse-Führung durchgeschmolzene, homogene oxidkeramische Beschichtungen mit gleichmäßiger Schichtdicke und mit einzigartigen physikalischen und mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Zu diesen Eigenschaften gehören hohe Härte und hohes Elastizitätsmodul, hohe Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeit und Dichte.
Gemäß dem beanspruchten Verfahren wird der Oxidationsprozess in der Anodenperiode je nach den Oxidationsbedingungen und den gewünschten Ergebnissen im gepulsten potentiostatischen oder gepulsten galvanostatischen Betrieb geführt. In der Kathodenperiode wird der Prozess im gepulsten potentiodynamischen Betrieb mit gleichmäßigem Ansteigen der Amplitude der Kathoden-Spannungsimpulse mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 3 V/min oder im gepulsten galvanodynamischen Betrieb mit gleichmäßigem Abfall der Amplitude der Kathoden-Stromimpulse mit einer Geschwindigkeit von 0,2 bis 0,5 A/min geführt. So wird in der Periode der Kathodenpolarisation eine langsame Zunahme der Amplitudenwerte der Kathoden-Spannungsimpulse durch eine langsame Abnahme der Amplitudenwerte der Kathoden-Stromimpulse und dementsprechend des Kathoden-Durchschnittstroms kompensiert.
Zum Beispiel wird der PEO-Prozess unter der Bedingung der Oxidation wechselnder Badbelastung (unterschiedliche Anzahl von Teilen und deren Form) zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit der Beschichtungsqualität im gepulsten galvanostatischen Betrieb in der Anodenperiode geführt. In der Kathodenperiode wird der PEO-Prozess im gepulsten galvanodynamischen Betrieb geführt. Unter der Bedingung einer stabilen hohen Badbelastung (Serienfertigung) wird der PEO-Prozess während der Anodenperiode in einem gepulsten potentiostatischen Betrieb geführt. Während der Kathodenperiode wird der PEO-Prozess im gepulsten potentiodynamischen Betrieb geführt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Als Proben (5 Stück) wurden Scheiben mit einem Durchmesser von 61mm und einer Dicke von 5 mm aus einer hitzebeständigen Aluminiumlegierung AK4-1 T1 (2618 T6) verwendet. Bei der Oxidation wurde die Scheibe zusammen mit zwei Gegenelektroden aus rostfreiem Stahl in ein Bad mit einem silikatisch-alkalischem Elektrolyten mit einem pH-Wert von 10 gelegt. (Für andere Ventilmetalle wird die Zusammensetzung der wässrigen alkalischen Elektrolytlösung anders sein). An die Elektroden wurden Rechteck-Spannungsimpulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 5,7 kHz angelegt. Die Dauer der Anodenimpulse betrug 15 µs, die der Kathodenimpulse 65 µs und die Dauer einer stromlosen Pause dazwischen 95 µs. Die Amplitude der Spannungsimpulse betrug 1200 V Anodenspannung und 250 bis 280 V Kathodenspannung. Die effektive Stromdichte betrug 14 A/dm² im Anoden-Stromkreis, 18 bis 16 A/dm² im Kathoden-Stromkreis. Die Oxidationszeit betrug 19 Minuten, die Schichtdicke der gebildeten Beschichtung 80 µm.

Die oxidkeramischen Beschichtungen der Proben wurden mit modernen Messgeräten untersucht. Härte und Elastizitätsmodul der Beschichtungen wurden auf Mikroschliffen mit Hilfe eines Nano-Härteprüfers (Nano-Hardness Tester, CSM Instruments) mit einer Belastung von 20 mN gemessen. Die Härte betrug 25 bis 30 GPa über den gesamten Beschichtungsquerschnitt (von der Außenschicht bis zum Grundmetall). Das Elastizitätsmodul betrug 330 bis 350 GPa.
Die Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeit der Beschichtungen wurde mit dem Revetest Adhäsions-Messgerät (Adhäsiometer) (CSM Instruments) gemessen. Auf der Grundlage der Ergebnisse von Kratztests wurde die Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeit der Beschichtungen berechnet. Die Festigkeit der Beschichtungen betrug 300 bis 320 MPa. Die Porosität der Beschichtungen wurde auf Mikroschliffen mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops S-3400N (Hitachi) mit einer Bildauflösung von 3nm ermittelt. Die Porengröße (Durchmesser) der Beschichtung lag im Bereich von 90 bis 200 nm. Die Verschleissfestigkeit der Beschichtungen wurde mit einem Tribometer (CSM Instruments) bei Gleitreibung nach einem Kugel-Scheibe-System (Reibungsweg 2.500 m) bewertet. Der durchschnittliche Verschleiß der Proben betrug 0,7*10^-7mm³/N/m.
Die Untersuchungen der Beschichtungen, die nach dem vorliegenden Verfahren gebildet wurden, haben gezeigt, dass sie nach ihren physikalischen und mechanischen Eigenschaften die Beschichtungen wesentlich übertreffen, die nach den auf diesem Gebiet bekannten ähnlichen Verfahren hergestellt wurden, und zwar in Bezug auf die Härte, das Elastizitätsmodul und die Festigkeit um das 1,5-fache, in Bezug auf die Größe der Poren und die Dichte um das 1,3-fache. Dadurch wird eine erhebliche Verbesserung der Betriebseigenschaften von Erzeugnissen mit den oxidkeramischen Beschichtungen sichergestellt, welche gemäß dem vorliegenden Verfahren gebildet wurden.
Nach dem vorliegenden Verfahren wurden aus der Aluminiumlegierung B95 mit einer schützenden oxidkeramischen Nanostruktur-Beschichtung Stufen (Laufräder, Kreisel und Diffusoren) von mehrstufigen Erdöl-Elektrotauchkreiselpumpen hergestellt. Die Bohrlochprüfungen der mit den neuen leichten Stufen ausgerüsteten Tauchkreiselpumpen haben unter den Bedingungen des Pumpens eines korrosionsaggressiven schleifmittelhaltigen Öl-Wasser-Gemisches eine dreifache Erhöhung der Betriebsstundenzahl im Vergleich zu Pumpen mit Standardstufen aus Nickel-Gusseisen (Ni-Resist) ergeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/83181 [0003]
US 20160186352 [0004, 0006]
WO 2008120046 [0005]

Claims

Verfahren zur Bildung einer oxidkeramischen Schutzschicht auf der Oberfläche von Erzeugnissen aus Ventilmetallen und -legierungen mittels einer plasma-elektrolytischen Oxidation (PEO), das das Eintauchen eines Erzeugnisses als Elektrode zusammen mit einer Gegenelektrode in ein Bad und das Zuführen an die Elektroden bipolarer Spannungsimpulse mit Hilfe eines Schaltnetzteils (einer Impuls-Stromversorgungsquelle) umfasst, wobei das Bad mit einer wässrigen alkalischen Elektrolytlösung gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Elektroden bipolare Rechteck-Spannungsimpulse angelegt werden, dass auf einen Anodenimpuls dabei eine stromlose Pause und dann ein Kathodenimpuls folgen, dass das Verhältnis zwischen der Dauer des Anodenimpulses und der stromlosen Pause (TA/T0) wird im Bereich von 1:5 bis 1:6 gewählt wird, dass die Dauer des Anodenimpulses 3 bis 30µs und die Gesamtdauer der Periode (T = TA+T0+TK) 30 bis 300µs beträgt, dass dabei zwischen den Amplitudenwerten und der Dauer der Anoden- und Kathoden-Spannungsimpulse ein Verhältnis UA*TA = UK*TK eingehalten wird, und dass der PEO-Prozess bei folgenden Amplitudenwerten der Spannungsimpulse geführt wird: 600 bis 1200 V Anodenspannung und 150 bis 400 V Kathodenspannung, je nach Art des oxidierten Materials.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schützende oxidkeramische Beschichtung auf folgenden Metallen und ihren Legierungen gebildet wird: Aluminium, Titan, Magnesium, Zirkonium, Tantal, Niob, Beryllium.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PEO für Aluminium und seine Legierungen bei folgenden Amplitudenwerten der Spannungsimpulse geführt wird: 900 bis 1200 V Anodenspannung und 250 bis 400V Kathodenspannung und dass dabei die PEO von Titan, Magnesium, Zirkonium, Tantal, Niob, Beryllium und deren Legierungen bei folgenden Amplitudenwerten der Spannungsimpulse geführt wird: 600 bis 800V Anodenspannung und 150 bis 200 V Kathodenspannung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PEO bei effektiven Stromdichten geführt wird: im Anoden-Stromkreis bis 20 A/dm² und im Kathoden-Stromkreis 6 bis 25 A/dm², je nach Art des zu verarbeitenden Materials.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PEO im Anoden-Stromkreis im gepulsten potentiostatischen oder gepulsten galvanostatischen Betrieb geführt wird, dass Im Kathoden-Stromkreis die PEO im gepulsten potentiodynamischen Betrieb mit einem gleichmäßigen Ansteigen der Amplitude der Kathoden-Spannungsimpulse mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 3 V/min geführt, oder dass die PEO im gepulsten galvanodynamischen Betrieb mit gleichmäßiger Abnahme der Amplitude der Kathoden-Stromimpulse mit einer Geschwindigkeit von 0,2 bis 0,5 A/min geführt wird.