[發明專利]一種多陰極錯時導通微弧氧化控制方法

在審

• 申請號: 201910351646.7
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110067013A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 陳桂濤;王宇鵬;孫向東;白力靜
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C25D11/02
• 分類號: C25D11/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

一種多陰極錯時導通微弧氧化控制方法，該方法是將同時參與反應的單個陰極，分解成若干可獨立控制的陰極，通過微弧氧化電源控制器產生的導通信號實現不同物理位置的陰極在不同時間內導通，完成導通區域內工件表面積的微弧氧化處理；可降低微弧氧化加工單位面積下的電流密度，可通過若干在不同物理位置的陰極錯時投入電場，迅速調整微弧氧化溶液中不同部位反應條件，實現溫度、濃度、電荷聚集等反應條件的快速復位，達到增大單次加工處理面積、減小電流過沖和改善陶瓷層生長特性的有益效果。

技術領域

本發明屬于微弧氧化控制技術領域，具體涉及一種多陰極錯時導通微弧氧化控制方法。

背景技術

微弧氧化或等離子體表面陶瓷化技術是一種新型等離子體加工技術。微弧氧化是以鋁、鎂、鈦金屬及其合金為陽極，不銹鋼或石墨等材料作為陰極，在合適的電解液中，陽極和陰極之間施加電場使金屬表面發生微弧等離子體放電反應，利用等離子體放電瞬間高溫熔融和電解液的淬冷作用，可在陽極表面原位生長出以金屬氧化物為主的陶瓷層，該陶瓷層具有耐蝕、耐磨、耐熱和絕緣等優良性能，可以顯著提高金屬表面防護性能。

現有的專利和文獻對于為了降低能耗，抑制電流過沖，提升單位電流的處理面積，實現對大面積的輕金屬工件的微弧氧化加工方式，主要集中在通過調整電解液配方或通過增加機械設備使陽極或陰極進行機械性運動，來改變金屬工件微弧氧化處理的進程。通過為選擇適當的添加劑，文獻《低能耗鎂合金微弧氧化電解液設計及添加劑作用機制研究》提出了一種基于陽極極化曲線判斷微弧氧化起弧電壓的方法，以指導選擇具有低起弧電壓的成膜促進劑，該方法通過降低溶液阻抗來減小能耗的效果非常有限，僅能降低部分的起弧能量消耗；而且添加劑會導致陶瓷層生長緩慢。申請號為(CN201010187768.6，公開號：CN101845655，公開日：2010.09.29)、名稱為一種低耗能陽極漸入式微弧氧化處理方法及裝置的專利申請，提出了一種低耗能陽極漸入式微弧氧化處理方法，通過檢測陽極工件所耗電流大小，調節工件浸入電解液的速度，實現金屬表面快速微弧氧化，該種方式解決了進行大面積工件微弧氧化加工時電流過沖、開關器件應力大等問題。該方法需要增加額外機械設備，而且該方法主要解決了起弧前的能量消耗過大的問題，對于起弧后的能量消耗并無法降低。申請號為(CN201020592721.3，公開號：CN201809466U，公開日：2011.04.27)名稱為一種電極掃描式微弧氧化的裝置實用新型專利，提出了一種電極掃描式微弧氧化裝置，在加工槽上口安裝固定導軌、滾輪、電機及皮帶等裝置，電機通過皮帶使管狀陰極沿著工件表面均勻運動，完成大面積金屬表面微弧氧化處理。該裝置通過引入運動機械設備改善了大面積處理的問題，但難以保證陶瓷層制備的連續性和一致性，尤其是對于復雜三維曲面部位的加工更難以適用。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種多陰極錯時導通微弧氧化控制方法，通過將微弧氧化過程中的單個陰極，分解成若干可獨立控制的陰極，結合控制方法，提升了相同功率下的單次最大微弧氧化加工處理能力，有益于陶瓷層質量的提升。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，一種多陰極錯時導通微弧氧化控制方法，包括以下步驟：

步驟1，將傳統的單個陰極分解成若干獨立的陰極，微弧氧化電源的脈沖環節中將陰極分別與開關器件連接后，形成若干可獨立控制的陰極；

步驟2，將步驟1獲得的可控的獨立陰極合理均勻的分布在電解槽中陽極工件的周圍，微弧氧化電源輸出正極與陽極工件相連，輸出負極與若干可控陰極相連；

步驟3，通過微弧氧化電源控制器產生的導通信號實現不同物理位置的陰極在不同時間內導通，形成由電源輸出正極—陽極工件—微弧氧化溶液—可控陰極—電源輸出負極組成的導通回路，完成導通區域內工件表面的微弧氧化處理。