CN105696052A - 微弧氧化反应装置 - Google Patents

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Abstract

微弧氧化反应装置，包括冷却机组、电源连接线、电源、数控台、冷却水箱以及固定在冷却水箱中的用于盛放电解液的不锈钢电解槽，还包括安全保护装置；安全保护装置包括由PVC透明板加工而成的桶槽以及由PVC透明板加工而成的保护弧罩，所述的桶槽的顶端一体成型有一PVC透明板盖，所述的桶槽上开设有钻孔，所述的钻孔与冷却水箱四周的轴向螺栓连接；所述的冷却水箱的上方设有横架梁，所述的横架梁上设置有导线，所述的导线的一端连接电源的阳极，另一端与浸没在电解液中的金属基体连接；所述的保护弧罩两端的半圆圆心处与所述的横架梁两端的轴向螺栓连接，所述的保护弧罩绕可绕轴向螺栓前后旋转。本发明安全保护装置构造简单，安装、拆卸、维护方便。

Description

微弧氧化反应装置
技术领域
本发明涉及一种微弧氧化反应装置，能在反应过程中对实验人员起到保护作用，属于金属材料表面处理领域。
背景技术
微弧氧化(MAO)，又称微等离子体氧化(MPO)、等离子体电解氧化(PEO)。该技术是这一种新型金属材料表面处理方法，广泛应用于航空航天、医疗、机械等领域。微弧氧化是在普通阳极氧化技术发展的，将有色金属如铝、镁、钛及其合金置于特殊的电解液当中，表面依靠弧光放电产生瞬时高温高压作用，在基体表面生长成陶瓷涂层，从而提高材料表面的耐磨性、耐腐蚀、耐热性能。可以具体应用于缸体、叶轮、管件、连接件的防腐处理。但是微弧氧化处理存在一些弊端，在实验室实验中，反应电压较高，存在安全隐患。
在实验室实验中，微弧氧化反应装置一般为不锈钢制圆筒形电解槽，电解槽固定于冷却水箱中，连接电源阴极，装置装有温度传感器、搅拌设备。金属基体通过导线连接电源阳极，反应时金属基体浸没在电解槽里的电解液中。但是，在反应过程中会产生一些安全问题：1、由于反应过程在高压作用下进行，包括不锈钢电解槽、连接导线、导线联接阳极处、冷却箱体的中的水都不能触摸，虽然对实验人员进行安全教育以及实验机器周围贴有安全警示，但是长时间的实验还是会存在安全隐患；2、在一般实验室微弧氧化试验中，往往会将导线连接处用绝缘胶布包好起到绝缘作用，但是重复进行试验，过程较为繁琐而且浪费材料；3、微弧氧化反应过程中，有时试样尺寸较大，反应较为剧烈，加上搅拌设备的搅拌震动，可能会使基体与电解槽壁相碰发生短路。为避免反应过程中基体与不锈钢电解槽碰到，往往需要对试件摆放位置、大小有要求，并且实验人员得时刻注意，无疑增加了许多麻烦，当反应比较剧烈时，会产生噪音，影响周边的人员。虽然在微弧氧化电源里和实验室电源控制闸都配备有保护开关，但是这毕竟是发生危险后起的一个保护作用，发生人员触电或者短路时还是会对人员以及仪器造成损害，目前还没有在微弧氧化设备上从源头处做好保护工作。
发明内容
为了克服现有微弧氧化存在的上述安全性缺陷，本发明提供一种安全性可靠、拆装方便、并且能够避免金属基体与阴极电解槽碰撞发生短路的危险、有效降低反应过程中产生的噪音的微弧氧化反应装置。
本发明采用的技术方案是：
微弧氧化反应装置，包括冷却机组、电源连接线、电源、数控台、冷却水箱以及固定在冷却水箱中的用于盛放电解液的不锈钢电解槽，所述的不锈钢电解槽连接电源的阴极；所述的冷却水箱的上端设置有冷却水出口，下端设置有冷却水入口，所述的冷却水出口、冷却水入口分别与所述的冷却机组连接，所述的数控台用于控制冷却机组的开合；其特征在于：还包括安全保护装置；
所述的安全保护装置包括由PVC透明板加工而成的桶槽以及由PVC透明板加工而成的保护弧罩，所述的桶槽的顶端一体成型有一PVC透明板盖，所述的桶槽上开设有钻孔，所述的钻孔与冷却水箱四周的轴向螺栓连接；所述的冷却水箱的上方设有横架梁，所述的横架梁上设置有导线，所述的导线的一端连接电源的阳极，另一端与浸没在电解液中的金属基体连接；所述的保护弧罩两端的半圆圆心处与所述的横架梁两端的轴向螺栓连接，所述的保护弧罩绕可绕轴向螺栓前后旋转。
所述的PVC透明板盖的厚度为5-15mm。
所述的桶槽四周以及底部均开设有若干圈半径为5-10mm的钻孔，相邻的钻孔之间的间距为20mm。
所述的桶槽的外径比不锈钢电解槽的内径小3-5mm，高度比不锈钢电解槽的高度高30-50mm。
所述的不锈钢电解槽内的电解液的注入容积为40％-60％不锈钢电解槽的容积。
所述的不锈钢电解槽中设有温度传感器及搅拌装置。
本发明装置是利用PVC透明板的绝缘性、耐蚀性、易加工性的优点，加工成圆筒形桶槽以及带有PVC透明板盖，在不影响电解质导线的前提下有效防止了反应金属基体与不锈钢电解发生接触短路，与之一体的PVC透明板盖能够将水箱中水面与外界隔离，避免试验人员接触发生触电危险，PVC桶槽的多孔状加上盖板的遮挡性能够缓解微弧氧化反应剧烈时所产生的噪音；加工成弧盖，在微弧氧化反应进行前可将旋转至将导线连接处盖好，能够很好的与外界隔离，避免试验人员无意的触摸发生触电危险。
将PVC透明板弧盖以及PVC透明板桶槽安装好后进行具体的微弧氧化实验：试验前在烧杯中配置好电解液，应用磁力搅拌进行搅拌充分使电解质完全溶解，金属基体先进行水砂纸打磨、无水乙醇除油除磨屑、去离子水中超声波清洗、自然干燥。为保证接触良好，金属基体中间钻孔攻丝，以便与导线螺纹连接，将电解液倒入不锈钢电解槽中，微弧氧化过程采用恒流模式，金属基体通过导线连接电源的阳极，电解槽连接电源的阴极。将金属基体安装连接好，悬挂浸没与电解液中，PVC透明板弧盖旋转至前方，盖好导线连接处。准备工作完成后，在数控台输入相关工艺参数，处理过程中开启搅拌装置，同时开启冷却机组统。试验结束后，取下试样，放入等离子水中清洗，在空气中自然干燥后放入试样袋中编号，准备进行性能测试。
本发明的有益效果体现在：
(1)PVC透明板无毒、卫生，是环境友好型材料，易加工成形。保护装置构造简单，安装、拆卸、维护方便。
(2)PVC桶槽的多孔性不妨碍微弧氧化反应，很好的避免基体与不锈钢电解槽接触发生短路危险，从而能够有效保护微弧氧化反应装置。
(3)PVC透明平板能够将冷却水箱中的水与外接隔开；PVC弧盖具有旋转性，微弧氧化工作时，正好将导线连接处盖住，避免与外接接触。有效避免实验人员无意中触摸发生触电的危险。
(4)PVC槽孔的多孔性加上与之一体的PVC平板盖能够有效的降低微弧氧化反应所产生的噪音。
(5)比传统的用绝缘胶布缠绑更节约材料、安全性更好、更加方便操作。
附图说明
图1是本发明整体装置的结构示意图。
图2是本发明PVC透明板槽示意图。
图3是本发明PVC透明板弧盖示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，微弧氧化反应装置，包括冷却机组16、电源连接线1、电源2、数控台3、冷却水箱17以及固定在冷却水箱17中的用于盛放电解液的不锈钢电解槽13，所述的不锈钢电解槽13连接电源2的阴极4；所述的冷却水箱17的上端设置有冷却水出口11，下端设置有冷却水入口15，所述的冷却水出口11、冷却水入口15分别与所述的冷却机组16连接，所述的冷却水出口与冷却机组之间设置循环泵14；所述的数控台3用于控制冷却机组16的开合；还包括安全保护装置；
所述的安全保护装置包括由PVC透明板加工而成的桶槽7以及由PVC透明板加工而成的保护弧罩8，所述的桶槽7的顶端一体成型有一PVC透明板盖20，所述的桶槽7上开设有钻孔19，所述的钻孔19与冷却水箱17四周的轴向螺栓连接；所述的冷却水箱17的上方设有横架梁9，所述的横架梁9上设置有导线，所述的导线的一端连接电源的阳极5，另一端与浸没在电解液中的金属基体12连接；所述的保护弧罩8两端的半圆圆心处与所述的横架梁9两端的轴向螺栓连接，所述的保护弧罩绕可绕轴向螺栓前后旋转，所述的保护弧罩两侧开设有用于与轴向螺栓连接的安装孔21。
所述的PVC透明板盖20的厚度为5-15mm，与冷却水箱之间通过螺栓固定连接。
所述的桶槽7四周以及底部均开设有若干圈半径为5-10mm的钻孔20，相邻的钻孔20之间的间距为20mm。
所述的桶槽7的外径比不锈钢电解槽13的内径小3-5mm，高度比不锈钢电解槽13的高度高30-50mm。
所述的不锈钢电解槽13内的电解液的注入容积为40％-60％不锈钢电解槽的容积。
所述的不锈钢电解槽13中设有温度传感器11及搅拌装置10。
本发明装置是利用PVC透明板的绝缘性、耐蚀性、易加工性的优点，加工成圆筒形桶槽以及带有PVC透明板盖，在不影响电解质导线的前提下有效防止了反应金属基体与不锈钢电解发生接触短路，与之一体的PVC透明板盖能够将水箱中水面与外界隔离，避免试验人员接触发生触电危险，PVC桶槽的多孔状加上盖板的遮挡性能够缓解微弧氧化反应剧烈时所产生的噪音；加工成弧盖，在微弧氧化反应进行前可将旋转至将导线连接处盖好，能够很好的与外界隔离，避免试验人员无意的触摸发生触电危险。
将PVC透明板弧盖以及PVC透明板桶槽安装好后进行具体的微弧氧化实验：试验前在烧杯中配置好电解液，应用磁力搅拌进行搅拌充分使电解质完全溶解，金属基体先进行水砂纸打磨、无水乙醇除油除磨屑、去离子水中超声波清洗、自然干燥。为保证接触良好，金属基体中间钻孔攻丝，以便与导线螺纹连接，将电解液倒入不锈钢电解槽中，微弧氧化过程采用恒流模式，金属基体通过导线连接电源的阳极，电解槽连接电源的阴极。将金属基体安装连接好，悬挂浸没与电解液中，PVC透明板弧盖旋转至前方，盖好导线连接处。准备工作完成后，在数控台输入相关工艺参数，处理过程中开启搅拌装置，同时开启冷却机组统。试验结束后，取下试样，放入等离子水中清洗，在空气中自然干燥后放入试样袋中编号，准备进行性能测试。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.微弧氧化反应装置，包括冷却机组、电源连接线、电源、数控台、冷却水箱以及固定在冷却水箱中的用于盛放电解液的不锈钢电解槽，所述的不锈钢电解槽连接电源的阴极；所述的冷却水箱的上端设置有冷却水出口，下端设置有冷却水入口，所述的冷却水出口、冷却水入口分别与所述的冷却机组连接，所述的数控台用于控制冷却机组的开合；其特征在于：还包括安全保护装置；
所述的安全保护装置包括由PVC透明板加工而成的桶槽以及由PVC透明板加工而成的保护弧罩，所述的桶槽的顶端一体成型有一PVC透明板盖，所述的桶槽上开设有钻孔，所述的钻孔与冷却水箱四周的轴向螺栓连接；所述的冷却水箱的上方设有横架梁，所述的横架梁上设置有导线，所述的导线的一端连接电源的阳极，另一端与浸没在电解液中的金属基体连接；所述的保护弧罩两端的半圆圆心处与所述的横架梁两端的轴向螺栓连接，所述的保护弧罩绕可绕轴向螺栓前后旋转。
2.如权利要求1所述的微弧氧化反应装置，其特征在于：所述的PVC透明板盖的厚度为5-15mm。
3.如权利要求2所述的微弧氧化反应装置，其特征在于：所述的桶槽四周以及底部均开设有若干圈半径为5-10mm的钻孔，相邻的钻孔之间的间距为20mm。
4.如权利要求3所述的微弧氧化反应装置，其特征在于：所述的桶槽的外径比不锈钢电解槽的内径小3-5mm，高度比不锈钢电解槽的高度高30-50mm。
5.如权利要求4所述的微弧氧化反应装置，其特征在于：所述的不锈钢电解槽内的电解液的注入容积为40％-60％不锈钢电解槽的容积。
6.如权利要求5所述的微弧氧化反应装置，其特征在于：所述的不锈钢电解槽中设有温度传感器及搅拌装置。
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