專利名稱：帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于陽極氧化設備，具體的講是一種帶有移動陰極的局部電場控制微 弧氧化設備。
背景技術：
微弧氧化技術廣泛應用于航天、航空、機械、交通、石油化工、紡織、印刷、電子、輕 工、醫療等行業。浸入方式的微弧氧化工藝不適于大型工件，特別不適于大型工件的局部微 弧氧化處理。中國專利申請號200710026563. 8公開的了一種由導液管、對電極、功能罩構 成的大面積工件表面的微弧氧化處理裝置，可以對工件局部進行微弧氧化處理，但是由于 微弧氧化陽極工件與陰極距離較大時，因陰極自發散效應，產生陽極刻蝕效應，且溶液阻抗 較大，降低了能效，距離過小時，反應產物排出、電極與工件間的電解液流動困難，影響陶瓷 膜層質量，甚至由于氣障效應而使微弧中斷，而該專利申請裝置的對電極置于導液管內，沒 有對陽極工件與陰極距離加以控制；微弧氧化局部放電電弧溫度可達2000°C以上，因此必 須控制電解液的溫度，而該裝置的電解液的溫度不能控制；該裝置以固化粘接劑對功能口 與工件表面的空隙進行密封、固定，密封、固定比較麻煩，不僅增加了處理成本，還有可能損 壞工件表面；該裝置拖帶連接對電極的導線，存放、攜帶搬運不方便。
發明內容本實用新型要解決上述大面積工件表面的微弧氧化處理裝置存在的缺少對電解 液溫度和微弧氧化陽極工件與陰極距離控制的技術問題，提供一種電解液得到冷卻、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備。為了解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案是一種帶有移動陰極的局 部電場控制微弧氧化設備，包括移動陰極座的開口與待微弧氧化工件密封、固定，微弧氧化 電源的輸出陽極通過陽極導線連接工件，輸出陰極通過陰極導線連接固定在移動陰極座內 的移動陰極，連通電解液箱、循環泵的電解液管道兩端連接移動陰極座上的進液口和出液 口 ；進液口和出液口位于陰極的隔墻兩側，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_6mm，陰極上端面處有電解 液通道，電解液由進液口進入隔墻的一側，經電解液通道，通過陰極上端面與工件間隙到達 隔墻的另一側，從出液口排出。循環泵使電解液循環得到冷卻，隔墻隔開進液口和出液口，避免電解液短路，強制 電解液流經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，反應產物及時排出，微弧氧化均勻、高效。優選的陰極上端面與工件間距3_5mm。移動陰極座開口安裝吸盤。吸盤緊緊地吸附住工件，移動陰極座與工件構成密封 空間，當排空電解液，撬起吸盤邊緣，使空氣進入吸盤吸附面，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，經濟方便、可靠。[0008]移動陰極連接移動陰極座上的陰極插座，陰極插座與陰極導線的電源插頭配合連 接；電解液管道與進液口、出液口采用管道快卸接頭連接。插頭和插座配合使陰極導線與移 動陰極座連接方便、快捷，微弧氧化設備沒有拖帶導線，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成的密封空間輸入電解液 時，開啟排氣閥排出密封空間內的空氣，排完空氣后關閉排氣閥。連接進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 能夠與進液口連接。進液口、出液口結構相同，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，循環泵的驅動電機是調速電機。溫度計插座內安裝 溫度計，用以檢測移動陰極座內電解液的溫度，調節調速電機轉數，改變電解液流量，控制 移動陰極座內電解液的溫度適于微弧氧化反應。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底面上，陰極插座在把手后 端頭，把手內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。腔體材質是絕緣透明材料。例如是透明玻璃鋼材質，透明腔體便于觀察電解液液 面和微弧氧化反應情況。本實用新型的優點是循環泵使電解液循環得到冷卻，陰極上端面與工件待微弧 氧化面平行，兩者間距近，隔墻隔開進液口和出液口，強制電解液流經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，反應產物及時排出，微弧氧化均勻、高效。吸盤 吸附工件，在工件上不留痕跡，移動陰極座的裝卸經濟方便、可靠。電源插頭和插座連接和 管道快卸接頭連接方便、快捷。
圖1是本實用新型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構示意圖；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；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。
具體實施方式
結合附圖說明。圖1至圖4實施例中陽極導線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連接調速電機驅動的循環泵1出口和移動陰極座4上的進液口 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內的電解液，循環泵1的入口連接電解液箱9內的電解液，電解液 管道2與結構相同的進液口 10、出液口 11是管道快卸接頭連接，現有技術的諸多管道快卸 接頭可供選擇。安裝在移動陰極座4內的移動陰極13連接陰極插座。本實用新型陰極13的隔墻12上端連接陰極上端面15，進液口 10和出液口 11位 于隔墻12兩側，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-6mm，陰極上端面15處有電解液通道14，電解液由進液口 10進入隔墻12的一側， 經電解液通道14，通過陰極上端面15與工件3間隙到達隔墻12的另一側，從出液口 11排 出，進液口 10、出液口 11結構相同，功能可以互換，微弧氧化裝置便于操作使用。本實用新 型移動陰極座4的腔體16內側壁與隔墻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。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，兩片之間的間隙是電解液通道14，陰極下端面18的結構與陰 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情況，其內腔呈圓柱狀，上 口在一個平面上，隔墻12沿腔體16內腔縱向將腔體16內腔一分為二，隔墻12兩側與腔體 16內腔側壁配合，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內腔底面上，縱向貫穿手把17的連接線孔中的導線連 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，溫度計插座內安裝溫度 計用以檢測腔體16內電解液的溫度，調節調速電機轉數，改變電解液流量，控制腔體16內 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構成的密封空間輸入電解液時，開啟排氣閥排出密封空間內的空氣，排完空氣 后關閉排氣閥，通常在腔體16上下部位各設置一個排氣閥，以適應移動陰極座4在不同工 作狀態時排出密封空間內的空氣。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，通過電動循環泵1實現微弧氧化電解液的循環。工 件3微弧氧化時，出液口 11的電解液通過電解液管路2進入電解液箱9，形成電解液的閉合 循環。工作時先開循環泵1，使電解液從進液口 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，調整微弧氧化電源8的電壓、頻率、占空比等參數， 觀察工件3表面弧光。在電場的作用下，工件3表面產生等離子放電，局部產生在放電電弧 溫度可達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 等輕金屬原子發生反應，生成此類金屬的氧化物，熔融態的氧化物在溶液的“液淬”作用下快速凝固，燒結成堅硬的陶瓷質的氧化膜，具有很好的耐磨，耐腐蝕等特點。本實用新型提供的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備利用局部電場控 制，解決了微弧氧化處理面積受電源輸出功率限制的難題，實現了小功率電源對大尺寸工 件的處理，根據處理目的和結構件的實際情況，可以采用不同的移動陰極座4以及移動陰 極13，實現了對大型設備和不可拆卸輕合金部件特殊部位的現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。
權利要求一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，包括移動陰極座(4)的開口與待微弧氧化工件(1)密封、固定，微弧氧化電源(8)的輸出陽極通過陽極導線(5)連接工件(3)，輸出陰極通過陰極導線(6)連接固定在移動陰極座(4)內的移動陰極(13)，其特征在于連通電解液箱(9)、循環泵(1)的電解液管道(2)兩端連接移動陰極座(4)上的進液口(10)和出液口(11)；進液口(10)和出液口(11)位于陰極(13)的隔墻(12)兩側，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)，電解液由進液口(10)進入隔墻(12)的一側，經電解液通道(14)，通過陰極上端面(15)與工件(3)間隙到達隔墻(12)的另一側，從出液口(11)排出。
2.根據權利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在于陰 極上端面(15)與工件(3)間距3-5讓。
3.根據權利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在于移 動陰極座⑷開口安裝吸盤(7)。
4.根據權利要求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，陰極插座與陰極導線(6)的電源插頭配合 連接；電解液管道⑵與進液口(10)、出液口(11)采用管道快卸接頭連接。
5.根據權利要求1所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在于移 動陰極座(4)有排氣閥。
6.根據權利要求1或4所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在 于連接進液口(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)接頭能夠與進液口(10)連接。
7.根據權利要求1或5所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在 于移動陰極座(4)上有溫度計插座，循環泵(1)的驅動電機是調速電機。
8.根據權利要求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)內底面上，陰極插座在把手(17)后端頭，把手(17)內連接線孔中的 連接線連接陰極下端面(18)和陰極插座。
9.根據權利要求8所述的帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，其特征在于腔 體(16)材質是絕緣透明材料。
專利摘要一種帶有移動陰極的局部電場控制微弧氧化設備，包括微弧氧化電源陽極連接工件，陰極連接移動陰極，連通電解液箱、循環泵的電解液管道兩端連接移動陰極座上的進液口和出液口，進液口和出液口位于陰極的隔墻兩側，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，電解液由進液口進入，經電解液通道，通過陰極上端面與工件間隙，從出液口排出。電解液循環冷卻，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，反應產物及時排出，微弧氧化均勻、高效。移動陰極座開口安裝的吸盤吸附工件，在工件上不留痕跡，移動陰極座裝卸經濟方便、可靠。
文檔編號C25D11/02GK201648543SQ20102010289
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者張勇, 林典雄, 金平, 陳躍良 申請人:陳躍良