專利名稱：帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陽極氧化設(shè)備，具體的講是一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備。
背景技術(shù)：
微弧氧化生成的陶瓷膜層致密均勻，與基體金屬結(jié)合牢固，有良好的絕緣性能，大幅度的提高了基體金屬的表面硬度，改善了基體金屬的耐磨、耐熱、耐蝕性能，微弧氧化溶 液對環(huán)境損害極小，微弧氧化常溫反應(yīng)，設(shè)備簡單操作方便。微弧氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于航 天、航空、機(jī)械、交通、石油化工、紡織、印刷、電子、輕工、醫(yī)療等行業(yè)。浸入方式的微弧氧化工藝適于體積較小工件加工，尤其適合批量化生產(chǎn)，但是不適于大型工件，特別是大型工件的局部微弧氧化處理。中國專利申請?zhí)?00710026563. 8 公開了一種由導(dǎo)液管、對電極、功能罩構(gòu)成的大面積工件表面的微弧氧化處理裝置，可以對 工件局部進(jìn)行微弧氧化處理。但是該專利申請還有以下的不足該裝置以快速固化粘接劑 對功能罩的功能口與工件表面接界處的空隙進(jìn)行密封、固定處理，密封、固定比較麻煩，使 用粘接劑和清除試劑不僅增加了處理成本，還有可能損壞工件表面，所以實用性較差；微 弧氧化局部放電電弧溫度可達(dá)2000°C以上，因此必須控制電解液的溫度，而該裝置的導(dǎo)液 管、功能罩和工件組成一個閉合空間，雖然導(dǎo)液管上有可封閉的開口，但是開口僅作為微弧 氧化前導(dǎo)入電解液和微弧氧化后抽出電解液或排氣之用，電解液的溫度不能控制，為了保 持電解液適宜的工作溫度，勢必加大電解液的容量，這使處理成本加大，也影響了裝置使用 方便，特別在工件處理區(qū)域周圍空間有限制時，使大容量的處理裝置安裝困難，甚至無法安 裝，限制了處理裝置的適用范圍；微弧氧化陽極工件與陰極距離較大時，因陰極自發(fā)散效 應(yīng)，使陰極影響區(qū)很大，產(chǎn)生陽極刻蝕效應(yīng)，且溶液阻抗較大，降低了能效，距離過小時，反 應(yīng)產(chǎn)物排出、電極與工件間的電解液流動困難，影響陶瓷膜層質(zhì)量，甚至由于氣障效應(yīng)而使 微弧中斷，該裝置的對電極置于導(dǎo)液管內(nèi)，缺少對微弧氧化陽極工件與陰極距離的控制；此 外，該裝置拖帶連接對電極的導(dǎo)線，存放、攜帶搬運不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述大面積工件表面的微弧氧化處理裝置存在的功能罩使用粘接劑密封固定、缺少對電解液溫度和微弧氧化陽極工件與陰極距離控制的技術(shù)問題，提供一 種與工件連接經(jīng)濟(jì)方便和實用、電解液得到冷卻、陽極工件與陰極距離適于微弧氧化的帶 有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，包括移動陰極座的開口與待微弧氧化工件相吻合，微弧氧化電源的 輸出陽極通過陽極導(dǎo)線連接工件，輸出陰極通過陰極導(dǎo)線連接固定在移動陰極座內(nèi)的移動 陰極，移動陰極座開口安裝吸盤；連通電解液箱、循環(huán)泵的電解液管道兩端連接移動陰極座 上的進(jìn)液口和出液口 ；進(jìn)液口和出液口位于陰極的隔墻兩側(cè)，位于移動陰極座開口處的陰極的陰極上端面連接隔墻上端，陰極上端面與工件待微弧氧化面平行，兩者間距l(xiāng)_6mm，陰 極上端面處有電解液通道，電解液由進(jìn)液口進(jìn)入隔墻的一側(cè)，經(jīng)電解液通道，通過陰極上端 面與工件間隙到達(dá)隔墻的另一側(cè)，從出液口排出。 吸盤緊緊地吸附住工件，移動陰極座與工件構(gòu)成密封空間，當(dāng)排空電解液，撬起吸 盤邊緣，使空氣進(jìn)入吸盤吸附面，移動陰極座便脫離工件，在工件上不留痕跡，移動陰極座 裝卸無需粘接劑和清除試劑，經(jīng)濟(jì)方便、可靠。循環(huán)泵使電解液循環(huán)得到冷卻，隔墻隔開進(jìn) 液口和出液口，避免電解液短路，強制電解液流經(jīng)陰極上端面與工件的間隙，陰極上端面與 工件待微弧氧化面平行，兩者間距近，但陰極上端面與工件間的電解液充分循環(huán)，反應(yīng)產(chǎn)物 及時排出，微弧氧化均勻、高效。優(yōu)選的陰極上端面與工件的間距3_5mm。移動陰極連接移動陰極座上的陰極插座，陰極插座與陰極導(dǎo)線的電源插頭配合連 接；電解液管道與進(jìn)液口、出液口采用管道快卸接頭連接。插頭和插座配合使陰極導(dǎo)線與移 動陰極座連接方便、快捷，微弧氧化設(shè)備沒有拖帶導(dǎo)線，使用方便。管道快卸接頭使電解液 管道與移動陰極座的裝卸方便、快捷。移動陰極座有排氣閥。開始工作向移動陰極座與工件構(gòu)成的密封空間輸入電解液 時，開啟排氣閥排出密封空間內(nèi)的空氣，排完空氣后關(guān)閉排氣閥。連接進(jìn)液口的電解液管道接頭能夠與出液口連接，連接出液口的電解液管道接頭 能夠與進(jìn)液口連接。進(jìn)液口、出液口結(jié)構(gòu)相同，功能可以互換，微弧氧化裝置便于操作使用。移動陰極座上有溫度計插座，循環(huán)泵的驅(qū)動電機(jī)是調(diào)速電機(jī)。溫度計插座內(nèi)安裝 溫度計，用以檢測移動陰極座內(nèi)電解液的溫度，調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，改變電解液流量，控制 移動陰極座內(nèi)電解液的溫度適于微弧氧化反應(yīng)。移動陰極座由腔體和把手組成，腔體的開口安裝吸盤，腔體的底部連接手把前端； 陰極的陰極下端面連接隔墻的下端，陰極下端面固定在腔體內(nèi)底面上，陰極插座在把手后 端頭，把手內(nèi)連接線孔中的連接線連接陰極下端面和陰極插座。腔體容納電解液，把手用以 握持，便于移動陰極座，通過手把壓緊吸盤，使吸盤緊緊地吸附住工件。腔體材質(zhì)是絕緣透明材料。例如是透明玻璃鋼材質(zhì)，透明腔體便于觀察電解液液 面和微弧氧化反應(yīng)情況。本發(fā)明的優(yōu)點是吸盤吸附工件，在工件上不留痕跡，移動陰極座的裝卸經(jīng)濟(jì)方 便、可靠。循環(huán)泵使電解液循環(huán)得到冷卻，陰極上端面與工件待微弧氧化面平行，兩者間距 近，隔墻隔開進(jìn)液口和出液口，強制電解液流經(jīng)陰極上端面與工件間隙，陰極上端面與工件 間的電解液充分循環(huán)，反應(yīng)產(chǎn)物及時排出，微弧氧化均勻、高效。電源插頭和插座連接和管 道快卸接頭連接方便、快捷。


圖1是本發(fā)明一個實施例的示意圖；圖2是圖1實施例中移動陰極座的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1實施例中移動陰極的立體示意圖；圖4是圖1實施例中電解液圍繞陰極的立體流向示意圖；圖5是一種開口是弧面的移動陰極座的示意圖6是一種開口是直角的移動陰極座的示意圖；圖7是一種陰極上端面是弧面的移動陰極的立體示意圖；圖8是一種陰極上端面是直角的移動陰極的立體示意圖；圖9是另一種陰極上端面是平面的移動陰極的立體示意圖。
具體實施例方式結(jié)合

。圖1至圖4實施例中陽極導(dǎo)線5 —端連接微弧氧化電源8的陽極，另一端通過夾 具與待處理工件1連接，陰極導(dǎo)線6 —端連接微弧氧化電源8的陰極，另一端的電源插頭與 移動陰極座4上的陰極插座可以快速連接和脫離。一段電解液管道2連接調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的 循環(huán)泵1出口和移動陰極座4上的進(jìn)液口 10，另一段電解液管道2連接移動陰極座4上的 出液口 11和電解液箱9內(nèi)的電解液，循環(huán)泵1的入口連接電解液箱9內(nèi)的電解液，電解液 管道2與結(jié)構(gòu)相同的進(jìn)液口 10、出液口 11是管道快卸接頭連接，現(xiàn)有技術(shù)的諸多管道快卸 接頭可供選擇。安裝在移動陰極座4內(nèi)的移動陰極13連接陰極插座。本發(fā)明陰極13的隔墻12上端連接陰極上端面15，進(jìn)液口 10和出液口 11位于隔 墻12兩側(cè)，位于移動陰極座4開口處的陰極上端面15與工件3待微弧氧化面平行，兩者間 距l(xiāng)_6mm，陰極上端面15處有電解液通道14，電解液由進(jìn)液口 10進(jìn)入隔墻12的一側(cè)，經(jīng)電 解液通道14，通過陰極上端面15與工件3間隙到達(dá)隔墻12的另一側(cè)，從出液口 11排出，進(jìn) 液口 10、出液口 11結(jié)構(gòu)相同，功能可以互換，微弧氧化裝置便于操作使用。本發(fā)明移動陰極 座4的腔體16內(nèi)側(cè)壁與隔墻12配合，移動陰極座4的開口與工件1相吻合，腔體16的開 口安裝吸盤7，工件1待微弧氧化的部分被包容在吸盤7內(nèi)。本實施例的隔墻12下端連接陰極下端面18，不銹鋼陰極13的陰極上端面15、陰 極下端面18是相互平行的平面，陰極上端面15、陰極下端面18與隔墻12垂直，陰極上端面 15是兩片四分之一圓，每片的一個半徑邊連接隔墻12上端，隔墻12呈長方形，隔墻12寬 等于該半徑的2倍，陰極上端面15的兩片關(guān)于隔墻12上端中點點對稱，陰極上端面15的 兩片分別折向隔墻12兩側(cè)，兩片之間的間隙是電解液通道14，陰極下端面18的結(jié)構(gòu)與陰 極上端面15相同，只是陰極下端面18的兩片的折向與對應(yīng)的陰極上端面15的兩片折向相 反，陰極下端面18中的一片上有固定安裝孔，陰極上端面15與工件3待微弧氧化面平行， 兩者間距5mm，陰極上端面15和陰極下端面18在待微弧氧化工件3上的投影是一個整圓， 與工件3待微弧氧化面的面積相同，提高了微弧氧化效率。本實施例的腔體16是透明玻璃 鋼的罩體，既保證絕緣，又方便觀察電解液液面和微弧氧化反應(yīng)情況，其內(nèi)腔呈圓柱狀，上 口在一個平面上，隔墻12沿腔體16內(nèi)腔縱向?qū)⑶惑w16內(nèi)腔一分為二，隔墻12兩側(cè)與腔體 16內(nèi)腔側(cè)壁配合，腔體16的底部連接手把17前端，腔體16和把手17是一體的，操作人員 能通過把手17壓緊吸盤7，使吸盤7緊緊的吸附在工件1上，螺釘穿過陰極下端面18上的 固定安裝孔將陰極13固定在腔體16內(nèi)腔底面上，縱向貫穿手把17的連接線孔中的導(dǎo)線連 接陰極13和把手17后端頭的陰極插座，腔體16上有溫度計插座，溫度計插座內(nèi)安裝溫度 計用以檢測腔體16內(nèi)電解液的溫度，調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，改變電解液流量，控制腔體16內(nèi) 電解液的溫度不超過30°C，圖中沒有畫出溫度計插座。腔體16有排氣閥，開始工作向腔體 16與工件3構(gòu)成的密封空間輸入電解液時，開啟排氣閥排出密封空間內(nèi)的空氣，排完空氣后關(guān)閉排氣閥，通常在腔體16上下部位各設(shè)置一個排氣閥，以適應(yīng)移動陰極座4在不同工 作狀態(tài)時排出密封空間內(nèi)的空氣。
民用單相220V交流電通過微弧氧化電源8，輸出為直流方波脈沖，輸出陽極與工 件3相連，輸出陰極與移動陰極13相連，通過電動循環(huán)泵1實現(xiàn)微弧氧化電解液的循環(huán)。工 件3微弧氧化時，出液口 11的電解液通過電解液管路2進(jìn)入電解液箱9，形成電解液的閉合 循環(huán)。工作時先開循環(huán)泵1，使電解液從進(jìn)液口 10噴入，待電解液充滿移動陰極座4與工件 3形成的密閉空間以后，打開電源開關(guān)，調(diào)整微弧氧化電源8的電壓、頻率、占空比等參數(shù)， 觀察工件3表面弧光。在電場的作用下，工件3表面產(chǎn)生等離子放電，局部產(chǎn)生在放電電弧 溫度可達(dá)2000°C以上，將接觸界面的電解液電離，電離的氧離子與工件3表面的鋁、鎂、鈦 等輕金屬原子發(fā)生反應(yīng)，生成此類金屬的氧化物，熔融態(tài)的氧化物在溶液的“液淬”作用下 快速凝固，燒結(jié)成堅硬的陶瓷質(zhì)的氧化膜，具有很好的耐磨，耐腐蝕等特點。本發(fā)明提供的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備利用局部電場控制，解 決了微弧氧化處理面積受電源輸出功率限制的難題，實現(xiàn)了小功率電源對大尺寸工件的處 理，根據(jù)處理目的和結(jié)構(gòu)件的實際情況，可以采用不同的移動陰極座4以及移動陰極13，實 現(xiàn)了對大型設(shè)備和不可拆卸輕合金部件特殊部位的現(xiàn)場局部微弧氧化表面處理。圖5是一種開口是弧面的移動陰極座4的示意圖，腔體16上口呈弧面，適于與弧 面工件1相吻合。圖6是一種開口是直角的移動陰極座4的示意圖，腔體16上口呈直角，適于與直 角工件1相吻合，圖中腔體16橫截面是方形。根據(jù)工件1待微弧氧化部位形狀，可以選用 橫截面不同的腔體16。圖7是一種陰極上端面15是弧面的移動陰極13的示意圖，可以安裝在圖5中開 口是弧面的移動陰極座4中。圖8是一種陰極上端面15是直角的移動陰極13的示意圖，陰極上端面15在待微 弧氧化工件3上的投影是一個方形，可以安裝在圖6中開口是直角的移動陰極座4中。圖9是另一種陰極上端面15是平面的移動陰極13的示意圖，陰極上端面15呈圓 盤狀，上面的通孔是電解液通道14，陰極下端面18僅僅用于支持和固定移動陰極13。
權(quán)利要求
一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，包括移動陰極座(4)的開口與待微弧氧化工件(1)相吻合，微弧氧化電源(8)的輸出陽極通過陽極導(dǎo)線(5)連接工件(3)，輸出陰極通過陰極導(dǎo)線(6)連接固定在移動陰極座(4)內(nèi)的移動陰極(13)，其特征在于移動陰極座(4)開口安裝吸盤(7)；連通電解液箱(9)、循環(huán)泵(1)的電解液管道(2)兩端連接移動陰極座(4)上的進(jìn)液口(10)和出液口(11)；進(jìn)液口(10)和出液口(11)位于陰極(13)的隔墻(12)兩側(cè)，位于移動陰極座(4)開口處的陰極(13)的陰極上端面(15)連接隔墻(12)上端，陰極上端面(15)與工件(3)待微弧氧化面平行，兩者間距1-6mm，陰極上端面(15)處有電解液通道(14)，電解液由進(jìn)液口(10)進(jìn)入隔墻(12)的一側(cè)，經(jīng)電解液通道(14)，通過陰極上端面(15)與工件(3)間隙到達(dá)隔墻(12)的另一側(cè)，從出液口(11)排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在于陰 極上端面(15)與工件(3)間距3-5讓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在于移 動陰極(13)連接移動陰極座(4)上的陰極插座，陰極插座與陰極導(dǎo)線(6)的電源插頭配合 連接；電解液管道⑵與進(jìn)液口(10)、出液口(11)采用管道快卸接頭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在于移 動陰極座(4)有排氣閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在 于連接進(jìn)液口(10)的電解液管道(2)接頭能夠與出液口(11)連接，連接出液口(11)的電 解液管道(2)接頭能夠與進(jìn)液口(10)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在 于移動陰極座(4)上有溫度計插座，循環(huán)泵(1)的驅(qū)動電機(jī)是調(diào)速電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在于移 動陰極座(4)由腔體(16)和把手(17)組成，腔體(16)的開口安裝吸盤(7)，腔體(16)的 底部連接手把(17)前端；陰極(13)的陰極下端面(18)連接隔墻(12)的下端，陰極下端面 (18)固定在腔體(16)內(nèi)底面上，陰極插座在把手(17)后端頭，把手(17)內(nèi)連接線孔中的 連接線連接陰極下端面(18)和陰極插座。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，其特征在于腔 體(16)材質(zhì)是絕緣透明材料。
全文摘要
一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設(shè)備，包括微弧氧化電源陽極連接工件，陰極連接移動陰極，移動陰極座開口安裝吸盤，連通電解液箱、循環(huán)泵的電解液管道兩端連接移動陰極座上的進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口和出液口位于陰極的隔墻兩側(cè)，陰極上端面與工件面平行，兩者間距1-6mm，陰極上端面處有電解液通道，電解液由進(jìn)液口進(jìn)入，經(jīng)電解液通道，通過陰極上端面與工件間隙，從出液口排出。吸盤吸附工件，在工件上不留痕跡，移動陰極座裝卸經(jīng)濟(jì)方便、可靠。電解液循環(huán)冷卻，陰極上端面與工件間距近，陰極上端面與工件間的電解液充分循環(huán)，反應(yīng)產(chǎn)物及時排出，微弧氧化均勻、高效。
文檔編號C25D11/02GK101798697SQ201010102009
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者張勇, 林典雄, 金平, 陳躍良 申請人:陳躍良