[發(fā)明專利]一種低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010187768.6
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101845655A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫強;陳桂濤;姬軍鵬;張春明;黃西平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04;C25D11/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于處理大面積工件表面的微弧氧化方法，具體涉及一種低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法，本發(fā)明還涉及該種低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法所使用的裝置。

背景技術(shù)

微弧氧化或微等離子體表面陶瓷化技術(shù)，是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上，利用弧光放電增強并激活在陽極上發(fā)生的反應(yīng)，從而在以鋁、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強化陶瓷膜的方法。通過專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜，達(dá)到強化工件表面的目的。它突破了傳統(tǒng)陽極氧化工藝在電參數(shù)幅值、波形等方面的制約，將更高密度的能量以更豐富的方式在組分更為復(fù)雜的電解液中施加于基體金屬，從而實現(xiàn)其表面保護(hù)性、裝飾性和功能性更加優(yōu)異的陶瓷膜的原位生長。

與其它表面改性技術(shù)相比，微弧氧化具有如下突出優(yōu)勢：其一，能大幅度提高材料的表面硬度；其二，具有良好的耐磨損性能；其三，具有良好的耐熱性及抗腐蝕性；其四，具有良好的絕緣性能；其五，溶液為環(huán)保型，符合環(huán)保排放要求；其六，工藝穩(wěn)定可靠，設(shè)備工藝簡單，效率高；其七，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，且操作方便，易于掌握；其八，基體以微冶金方式原位生長陶瓷膜，結(jié)合牢固，陶瓷膜致密均勻。

迄今為止，常規(guī)微弧氧化處理方法仍為浸入式，其基本操作如下：將工件和對電極同時浸入裝有電解液的槽體中；將工件、對電極與電源進(jìn)行電連接；控制電壓或電流以及其它工藝參數(shù)，進(jìn)行表面陶瓷化處理。上述常規(guī)浸入式處理模式，對于小面積工件的微弧氧化處理，不僅可行，而且高效。但是，當(dāng)遇到表面積龐大的工件或者批量化處理時，浸入式處理就會遇到如下諸多難題：其一，電流過沖問題。如果起初將工件全部浸入電解液中，開始微弧氧化處理后，電流就會達(dá)到一個非常大的值，這對于電源容量的發(fā)揮是非常不利的，從而會減小處理工件的面積能力，即降低產(chǎn)能能力；其二，生產(chǎn)效率低問題。對于這樣大面積的工件，起初全部浸入，由于面積過大，受電流峰值的限制，起弧時間將會推遲，從而會延長相同面積下工件的處理時間，降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)能；其三，能源浪費問題。由于未起弧（未成膜）時，輸出電流很大，此時電解液溫度將會隨著大電流的加熱效應(yīng)升得過高，一方面，為了保證電解液有合適的工藝溫度，冷凍機(jī)將滿載荷工作，消耗更多的電能，另一方面，溫度的升高，將會破壞電解液成分，降低電解液的使用壽命，從而提高生產(chǎn)成本；其四，對電源功率器件應(yīng)力大問題。大面積的工件必然導(dǎo)致電能消耗的增加，以及由此帶來的對電源功率器件的更多應(yīng)力，需要加大電源容量的冗余度和更高的控制要求及保護(hù)措施，以保證產(chǎn)能和可靠性。除此之外，上述羅列的四個方面的問題還會引起其它矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，對大面積工件表面處理時存在的電流過沖、電源功率器件應(yīng)力大，以及資源浪費巨大、生產(chǎn)效率較低的問題。

本發(fā)明的另一目的是，提供上述低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法所使用的裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法，在大面積工件接觸電解液前，在電極兩端施加高于起弧電壓的電場，鎂合金為180-220V，鋁合金為280-320V，微弧氧化電源采用恒壓控制；當(dāng)工件逐漸浸入電解液的過程中，通過檢測工件所耗電流大小，相應(yīng)的調(diào)節(jié)工件浸入電解液中的速度，實現(xiàn)工件表面的快速微弧氧化；當(dāng)工件完全浸入電解液后，微弧氧化電源采用恒壓、恒流或恒功率控制方式完成微弧氧化處理。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種上述低能耗陽極漸入式微弧氧化處理方法所使用的裝置，該裝置包括行車部分、飛巴部分和電解槽部分，所述行車部分的結(jié)構(gòu)是，在行車的行車橫梁下表面設(shè)置有吊鉤，行車的行車縱軸通過行車軸與行車橫軸連接，行車軸與橫向控制電機(jī)連接，行車橫梁與縱向控制電機(jī)連接，縱向控制電機(jī)和橫向控制電機(jī)均與行車控制柜連接；所述飛巴部分的結(jié)構(gòu)是，在飛巴的飛巴主軸上表面設(shè)置有掛鉤，飛巴的掛鉤與行車的吊鉤相匹配，兩者表面為絕緣接觸，飛巴主軸下表面設(shè)置有夾具；所述電解槽部分的結(jié)構(gòu)是，包括在電解槽的兩外側(cè)設(shè)置有升降軌道，每個升降軌道中安裝有一運動滑塊，運動滑塊與導(dǎo)軌控制電機(jī)連接，每個運動滑塊固定安裝有銅柱，每個銅柱的上端頭為弧形端口，升降軌道的底部連接有陽極，電解槽內(nèi)部設(shè)置的銅排作為陰極，陽極和陰極分別與微弧氧化電源控制柜連接。