[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于電化學(xué)沉積原理的精確修復(fù)裝置及控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710260331.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106868557A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈新民;何曉暉;涂群章;李治中;楊小翠;張蕉蕉;劉晴;殷勤;王東;王超;徐磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25D5/08
• 分類(lèi)號(hào): C25D5/08;C25D21/12
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)32251
• 代理人: 王華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)沉積修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于電化學(xué)沉積原理的精確修復(fù)裝置及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電化學(xué)加工是利用電路將電流傳至電極兩端，電極之間以電沉積液作為介質(zhì)，最終在電極/溶液界面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)是利用電化學(xué)反應(yīng)以離子的形式去除或沉積材料。電鍍(Electroplating)就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進(jìn)美觀等作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于電化學(xué)沉積原理的精確修復(fù)裝置及控制系統(tǒng)，本發(fā)明基于電化學(xué)沉積原理的確定性修復(fù)技術(shù)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)沉積液成分與配比控制鍍層的構(gòu)成和性能，并通過(guò)調(diào)節(jié)噴嘴運(yùn)動(dòng)控制沉積區(qū)域與鍍層厚度，能夠直接完成對(duì)液壓精密件磨損部位的高質(zhì)、快速修復(fù)，克服了電槽鍍和電刷鍍后還要對(duì)鍍層進(jìn)行二次加工的難題。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于電化學(xué)沉積原理的精確修復(fù)裝置，裝置包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上安裝有噴嘴，噴嘴通過(guò)管路連接容器，容器中盛有沉積液，噴嘴的內(nèi)腔經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵連接到沉積液的液面以下，且噴嘴的內(nèi)腔連接電源的陽(yáng)極，電源的陰極連接受損零部件，噴嘴與受損零部件的待修復(fù)區(qū)域的位置相對(duì)應(yīng)，容器還連接真空泵，真空泵連接高壓氣罐，真空泵與高壓氣罐之間設(shè)有排氣口。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

前述噴嘴與蠕動(dòng)泵之間還設(shè)有流速計(jì)和流量計(jì)。

前述噴嘴包括噴嘴外腔壁和噴嘴內(nèi)腔壁，噴嘴外腔壁與噴嘴內(nèi)腔壁之間形成回收口，噴嘴內(nèi)腔壁包圍形成吸入口。

前述噴嘴包括圓形噴嘴、正方形噴嘴和長(zhǎng)方形噴嘴。

進(jìn)一步的，

本發(fā)明還提供一種基于電化學(xué)沉積原理的精確修復(fù)控制系統(tǒng)，修復(fù)控制系統(tǒng)包括沉積液組分控制模塊、沉積液循環(huán)控制模塊、材料固定夾持模塊和三自由度控制模塊；沉積液組分控制模塊可根據(jù)檢測(cè)到的容器中的沉積液各組分濃度的變化進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)充調(diào)節(jié)；沉積液循環(huán)控制模塊將容器中的沉積液輸送至噴嘴的內(nèi)腔；三自由度運(yùn)動(dòng)模塊上固定噴嘴并帶動(dòng)噴嘴對(duì)受損零部件進(jìn)行修復(fù)。

前述修復(fù)控制系統(tǒng)還包括材料固定夾持模塊，材料固定夾持模塊包括夾持器和絕緣板，夾持器將受損零部件進(jìn)行固定，絕緣板Ⅰ隔絕受損零部件與夾持器。

前述沉積液組分控制模塊包括盛有沉積液的容器、光譜儀、酸堿儀、控制電路及盛有補(bǔ)充液的滴液瓶；通過(guò)光譜儀和酸堿儀測(cè)量容器中的沉積液各組分濃度的變化，并通過(guò)控制電路調(diào)節(jié)滴液瓶中補(bǔ)充液的流動(dòng)速度。

前述沉積液循環(huán)控制模塊包括蠕動(dòng)泵、阻尼器、噴嘴、管道和真空泵，將容器內(nèi)的沉積液通過(guò)管道送至噴嘴的內(nèi)腔，阻尼器消除蠕動(dòng)泵帶來(lái)的液體流速波動(dòng)，真空泵可降低容器內(nèi)壓強(qiáng)。

前述三自由度運(yùn)動(dòng)模塊包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、絕緣板Ⅱ及電極，包括陽(yáng)極和陰極，將噴嘴固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，通過(guò)三維運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同位置的沉積，絕緣板Ⅱ可避免電源對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的干擾，電極的陽(yáng)極安裝在噴嘴內(nèi)腔中，陰極連接受損零部件。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明裝置和系統(tǒng)將復(fù)合顆粒均勻懸浮在基質(zhì)金屬(合金)沉積液中，利用電化學(xué)陰極還原控制系統(tǒng)，使基質(zhì)金屬(合金)與復(fù)合顆粒共沉積于工件表面形成復(fù)合鍍層。與電槽鍍和電刷鍍相比，本發(fā)明研究的基于電化學(xué)沉積原理的確定性修復(fù)技術(shù)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)沉積液成分與配比控制鍍層的構(gòu)成和性能，并通過(guò)調(diào)節(jié)噴嘴運(yùn)動(dòng)控制沉積區(qū)域與鍍層厚度，能夠直接完成對(duì)液壓精密件磨損部位的高質(zhì)、快速修復(fù)，克服了電槽鍍和電刷鍍后還要對(duì)鍍層進(jìn)行二次加工的難題。

本發(fā)明在工程裝備液壓精密件的修復(fù)中具有一些顯著的優(yōu)勢(shì)，主要包括以下幾個(gè)方面：鍍層的成分、厚度和形狀可以精確控制，即一步到位的修復(fù)。通過(guò)測(cè)量液壓精密件磨損部位的精度誤差，可以精確的對(duì)磨損部位進(jìn)行快速修復(fù)，克服了電槽鍍和電刷鍍后二次加工鍍層材料去除效率低的難題；鍍層的表面質(zhì)量和形狀精度高。鍍層的表面質(zhì)量可以通過(guò)控制沉積液濃度和成分比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，確定性制造獲得所需的形狀精度，無(wú)需對(duì)鍍層進(jìn)行二次加工，節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。基于電化學(xué)沉積原理的確定性修復(fù)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊間采用統(tǒng)一的機(jī)械接口和電氣接口，便于更換零部件，可以滿足多種需求。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于使用和攜帶。控制系統(tǒng)智能化程度高，人機(jī)交互性好，技術(shù)門(mén)檻低，便于一線操作手和檢修維修人員操作使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；