CN107313095A - 阳极氧化装置和活塞阳极氧化加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于合金表面阳极氧化硬质处理技术领域，提供了一种阳极氧化装置和活塞阳极氧化加工工艺。本发明提供的阳极氧化装置包括电源、电解液存储腔、阳极组件、阴极板、氧化槽、动力泵以及电流控制器。一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；B启动气缸，使导电板与活塞抵触；C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。本发明提供的阳极氧化装置，以实现快速散热，防止发生过烧现象，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及合金表面阳极氧化硬质处理技术领域，具体涉及一种阳极氧化装置和活塞阳极氧化加工工艺。
背景技术
随着发动机技术的发展，对活塞的要求越来越高，特别是活塞的顶部，活塞顶部作为燃烧室的一部分，要承受高温、高压，工作条件在发动机里是最恶劣的，从柴油机活塞的故障件上看，很多活塞顶部都开裂了，这严重影响发动机性能，为此，现代发动机都必须增强活塞顶部的强度，否则活塞寿命就很低。
目前，在活塞领域对活塞顶部进行强化处理的最有效的办法是活塞的顶部阳极氧化。现在活塞行业不论是业界翘楚马勒（MAHLE）公司、科尔本施密特（KS）公司，还是国内的活塞厂家都采用顶部的阳极氧化的方法。
现有的阳极氧化方式均是将需要氧化的活塞浸泡在电解液中进行。存在在问题之一是，阳极氧化时，会产生大量的热量，活塞浸泡在电解液中，无法快速的散热，易发生过烧现象，影响产品质量；存在的问题之二是，只能采用小电流进行阳极氧化，电流过大时，易产生拉弧现象，影响产品质量，氧化时间长，工作效率低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的阳极氧化装置，以实现快速散热，防止发生过烧现象，提高产品质量。
本发明提供的一种阳极氧化装置，包括电源、电解液存储腔、阳极组件、阴极板、氧化槽以及动力泵；所述阳极组件能与待处理部件可拆卸连接；所述阴极板至少部分适于浸入所述氧化槽中；所述阳极组件与阴极板之间形成回水通道；所述回水通道与氧化槽连通；所述阴极板底部设置有与回水通道连通的喷淋组件；所述喷淋组件通过动力泵与电解液存储腔连接；所述电源分别与阳极组件和阴极板电连接。
可选地，所述喷淋组件包括安装在阴极板下方的储水莲蓬和进液管；所述阴极板上设置有与回水通道连通的通孔；所述储水莲蓬的出水端与通孔连通，进水端与进液管连通；所述进液管与动力泵连通。
可选地，所述进液管与储水莲蓬的进水端之间用塑料焊条焊接。
可选地，所述阳极组件包括沿竖直方向从上至下依次设置的气缸、导电板和密封工装；所述导电板安装在气缸活塞杆上；所述密封工装上开有相互连通的工件夹持孔和氧化腔；所述氧化腔与回水通道连通；所述工件夹持孔、氧化腔和储水莲蓬位于同一轴线上。
可选地，所述工件夹持孔和氧化腔之间设置有密封圈。
可选地，所述氧化槽内安装有冷却装置；所述氧化槽与电解液存储腔连通。
可选地，还包括电流控制器；所述电流控制器分别与电源和阳极组件连通。
本发明还提供一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。
可选地，步骤C中，所述动力泵流量为50-150 L/min，扬程为5-20m。
可选地，步骤C中，所述电流密度为40-80A/dm²。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：
1、本发明提供的阳极氧化装置，包括电源、电解液存储腔、阳极组件、阴极板、氧化槽以及动力泵；所述阳极组件与阴极板之间形成回水通道；所述回水通道与氧化槽连通；所述阴极板底部设置有与回水通道连通的喷淋组件；所述喷淋组件通过动力泵与电解液存储腔连接；所述电源分别与阳极组件和阴极板电连接。采用喷淋的方式使电解液与活塞待氧化的底面接触，实现快速散热，防止发生过烧现象，提高产品质量。
2、本发明提供的阳极氧化装置，所述阳极组件包括沿竖直方向从上至下依次设置的气缸、导电板和密封工装；所述密封工装上开有相互连通的工件夹持孔和氧化腔。导电板与活塞接触，接触面大，接触良好，减少发生拉弧现象的可能，便于大电流通过，缩短氧化时间，提高氧化效率，提高氧化质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1中A处发大图。
附图标记：
1-阴极板、2-氧化槽、3-回水通道、4-储水莲蓬、5-进液管、6-气缸、7-导电板、8-密封工装、9-密封圈、11-通孔、81-工件夹持孔、82-氧化腔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1，请参阅图1-4，本实施例提供的一种阳极氧化装置，包括电源、电解液存储腔、阳极组件、阴极板1、氧化槽2以及动力泵；所述阳极组件能与待处理部件可拆卸连接；所述阴极板1至少部分适于浸入所述氧化槽2中；所述阳极组件与阴极板1之间形成回水通道3；所述回水通道3与氧化槽2连通；所述阴极板1底部设置有与回水通道3连通的喷淋组件；所述喷淋组件通过动力泵与电解液存储腔连接；所述电源分别与阳极组件和阴极板1电连接。使用时，将活塞待氧化的底面回水通道3内，并使塞待氧化的底面位于喷淋组件正上方。将活塞与阳极组件连接形成电解阳极。启动电源和动力泵。电解液存储腔中的电解液在动力泵的驱动下，被喷淋组件向上喷出，形成水柱。所述水柱穿过阴极板1被喷洒到活塞待氧化的底面上，使电解阳极与阴极板1连通，形成电流回路，开始阳极氧化。被喷洒出的电解液在活塞待氧化的底面接触后，回落到回水通道3的底部，并沿回水通道3流进到氧化槽2中。在电解液的流动过程中，带走氧化时产生的热量，降低所氧化工件的温度，防止所氧化的工件发生过烧现象，提高产品质量。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷淋组件至少有一个，便于提高氧化效率。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷淋组件包括安装在阴极板1下方的储水莲蓬4和进液管5；所述阴极板1上设置有与回水通道3连通的通孔11；所述储水莲蓬4的出水端与通孔11连通，进水端与进液管5连通；所述进液管5与动力泵连通。电解液存储腔中的电解液在动力泵的驱动下，被储水莲蓬4向上喷出，形成水柱。所述水柱穿过阴极板1的通孔11被喷洒到活塞待氧化的底面上，使阳极组件与阴极板1连通，形成电流回路，开始阳极氧化。结构简单，便于维护。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述进液管5与储水莲蓬4的进水端之间用塑料焊条焊接。提高储水莲蓬4的密闭性，防止电解液渗漏。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述阳极组件包括沿竖直方向从上至下依次设置的气缸6、导电板7和密封工装8；所述导电板7安装在气缸6活塞杆上；所述密封工装8上开有相互连通的工件夹持孔81和氧化腔82；所述氧化腔82与回水通道3连通；所述工件夹持孔81、氧化腔82和储水莲蓬4位于同一轴线上。所述导电板为铝板。使用时，将活塞装入工件夹持孔81中，使待氧化的底面朝下。启动气缸6，向下推导电板7，使导电板7与活塞抵触形成电解阳极。启动动力泵。电解液存储腔中的电解液在动力泵的驱动下，被喷淋组件向上喷出，形成水柱。所述水柱穿过阴极板1沿回水通道3进入到氧化腔82内，并被喷洒到活塞待氧化的底面上，使电解阳极与阴极板1连通，形成电流回路，开始阳极氧化。导电板与活塞接触，接触面大，接触良好，减少发生拉弧现象的可能，便于大电流通过，缩短氧化时间，提高氧化效率，提高氧化质量。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述工件夹持孔81和氧化腔82之间设置有密封圈9。防止电解液进入到工件夹持孔81内。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述氧化槽2内安装有冷却装置；所述氧化槽2与电解液存储腔连通。电解液进入到氧化槽2内后，在冷却装置的作用下冷却，再进入到电解液存储腔中，循环利用电解液，减少资源浪费，降低生产成本。在本申请中，所述冷却装置应做广义理解，例如所述冷却装置可以是水冷管，也可以是吹风管。
作为对上述技术方案的进一步改进，还包括电流控制器；所述电流控制器分别与电源和阳极组件连通。便于调节电流密度，减少发生拉弧现象的可能，缩短氧化时间，提高氧化效率，提高氧化质量。
实施例2，一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。
作为对上述技术方案的进一步改进，步骤C中，所述动力泵流量为50-150 L/min，扬程为5-20m。
作为对上述技术方案的进一步改进，步骤C中，所述电流密度为40-80A/dm²。
实施例3，一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。所述动力泵流量为50L/min，扬程为5m。所述电流密度为40A/dm²。
实施例4，一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。所述动力泵流量为150L/min，扬程为20m。所述电流密度为80A/dm²。
实施例5，一种活塞阳极氧化加工工艺，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。所述动力泵流量为100L/min，扬程为15m。所述电流密度为60A/dm²。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种阳极氧化装置，其特征在于：包括电源、电解液存储腔、阳极组件、阴极板（1）、氧化槽（2）以及动力泵；所述阳极组件能与待处理部件可拆卸连接；所述阴极板（1）至少部分适于浸入所述氧化槽（2）中；所述阳极组件与阴极板（1）之间形成回水通道（3）；所述回水通道（3）与氧化槽（2）连通；所述阴极板（1）底部设置有与回水通道（3）连通的喷淋组件；所述喷淋组件通过动力泵与电解液存储腔连接；所述电源分别与阳极组件和阴极板（1）电连接。
2.根据权利要求1所述的阳极氧化装置，其特征在于：所述喷淋组件包括安装在阴极板（1）下方的储水莲蓬（4）和进液管（5）；所述阴极板（1）上设置有与回水通道（3）连通的通孔（11）；所述储水莲蓬（4）的出水端与通孔（11）连通，进水端与进液管（5）连通；所述进液管（5）与动力泵连通。
3.根据权利要求2所述的阳极氧化装置，其特征在于：所述进液管（5）与储水莲蓬（4）的进水端之间用塑料焊条焊接。
4.根据权利要求2所述的阳极氧化装置，其特征在于：所述阳极组件包括沿竖直方向从上至下依次设置的气缸（6）、导电板（7）和密封工装（8）；所述导电板（7）安装在气缸（6）活塞杆上；所述密封工装（8）上开有相互连通的工件夹持孔（81）和氧化腔（82）；所述氧化腔（82）与回水通道（3）连通；所述工件夹持孔（81）、氧化腔（82）和储水莲蓬（4）位于同一轴线上。
5.根据权利要求4所述的阳极氧化装置，其特征在于：所述工件夹持孔（81）和氧化腔（82）之间设置有密封圈（9）。
6.根据权利要求1所述的阳极氧化装置，其特征在于：所述氧化槽（2）内安装有冷却装置；所述氧化槽（2）与电解液存储腔连通。
7.根据权利要求1所述的阳极氧化装置，其特征在于：还包括电流控制器；所述电流控制器分别与电源和阳极组件连通。
8.一种活塞阳极氧化加工工艺，其特征在于，利用上述的阳极氧化装置，包括以下步骤：
A将活塞装入工件夹持孔中，使待氧化的底面朝下；
B启动气缸，使导电板与活塞抵触；
C启动电源和动力泵，电解液通过储水莲蓬沿竖直方向喷出，并与活塞待氧化的底面接触形成电流回路，通过电流控制器调节电流密度，完成阳极氧化加工。
9.根据权利要求8所述的活塞阳极氧化加工工艺，其特征在于：步骤C中，所述动力泵流量为50-150 L/min，扬程为5-20m。
10.根据权利要求8所述的活塞阳极氧化加工工艺，其特征在于：步骤C中，所述电流密度为40-80A/dm²。
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