CN112359387A - 一种铝合金型材微弧氧化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金型材新型表面处理技术领域，具体的说是一种铝合金型材微弧氧化处理工艺；S1：对铝合金型材用弱碱低浓度溶液进行清洗并除去铝合金型材表面的油脂；S2：将S1中清洗后的铝合金型材放入微弧氧化装置中进行微弧氧化处理，随后对处理后的铝合金型材进行清洗烘干后封闭保存；通过在微弧氧化装置的微弧氧化槽内部设置冷却腔室，并通过水泵使得冷却腔室与外侧的冷却池之间实现冷却水的循环流动，使得微弧氧化槽内部的微弧氧化液的温度在冷却腔室中循环流动的冷却水的作用下得到有效控制，从而避免铝合金型材的表面的粗糙度由于温度过高的微弧氧化液的作用而增大，保证了铝合金型材的使用性能。
Description
技术领域
本发明属于铝合金型材新型表面处理技术领域，具体的说是一种铝合金型材微弧氧化处理工艺。
背景技术
铝材是有色金属中使用量最大、应用面最广的金属材料，而且其应用范围还在不断扩大。铝制品的应用已经遍及国民经济各部门，铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，可以满足从厨餐用具到尖端科技，从建筑装潢业到交通运输业和航空航天等各行各业对于铝合金材料提出的千差万别、各不相同的使用要求。但是铝的某些性能还不理想，如硬度、耐磨性和耐蚀性等表面性能，铝的表面技术正好弥补了这个弱点，普通的表面处理如静电粉末处理、阳极氧化、硬质阳极氧化、电镀等都能达到不同的表面效果，都存在着一定的缺陷。而微弧氧化工艺主要是依靠电解液与电参数的匹配调节，在弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，与铝、镁、钛等阀金属及其合金表面生长出以基体金属氧化物为主并辅以电解液组分的改性陶瓷涂层，其防腐及耐磨性能显著优于传统阳极氧化涂层，因此在海洋舰船与航空构件上的应用受到广泛关注，因此用微弧氧化工艺对铝合金型材进行处理可以极大提高铝合金型材的使用性能。
但是，在对铝合金型材进行微弧氧化处理时，由于微弧氧化液在通电时温度上升过快，温度过高的微弧氧化液虽然加快了铝合金型材表面成膜的速度，但是也使得铝合金型材表面的粗糙度增加，从而影响了铝合金型材的使用性能，使得该技术方案受到限制。
鉴于此，本发明通过在微弧氧化装置的微弧氧化槽内部设置冷却腔室，并通过水泵使得冷却腔室与外侧的冷却池之间实现冷却水的循环流动，使得微弧氧化槽内部的微弧氧化液的温度在冷却腔室中循环流动的冷却水的作用下得到有效控制，从而避免铝合金型材的表面的粗糙度由于温度过高的微弧氧化液的作用而增大，保证了铝合金型材的使用性能。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有的微弧氧化装置在对铝合金型材进行微弧氧化处理时，由于微弧氧化液的温度过高而导致铝合金型材表面的粗糙度过大，本发明提出的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，该方法包括以下步骤：
S1：首先对铝合金型材用弱碱低浓度溶液进行清洗从而除去铝合金型材表面的油脂，随后用纯净水对除去表面油脂的铝合金型材进行清洗并烘干；
S2：将S1中清洗并烘干后的铝合金型材放入微弧氧化装置中，同时启动微弧氧化装置使得铝合金型材受到微弧氧化处理，使得铝合金型材表面生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层，从而提高铝合金型材的使用性能；等待40-60min后，从微弧氧化装置中取出铝合金型材，再次用纯净水进行清洗并烘干后进行封闭保存；
S2中采用的微弧氧化装置包括微弧氧化槽、样品固定支架、电源装置和热交换冷却系统；所述微弧氧化槽内部填充有微弧氧化液，所述样品固定支架设置在所述微弧氧化槽顶部，且所述样品固定支架上均匀设置有连接绳，所述连接绳端部伸入到所述微弧氧化槽内部；所述电源装置包括隔离变压器和双极性脉冲电源，所述隔离变压器和双极性脉冲电源均设置在所述微弧氧化槽外侧，且所述双极性脉冲电源上设有不锈钢电极，且所述不锈钢电极端部伸入到所述微弧氧化槽底部；所述热交换冷却系统包括冷却池、水泵和一号轴，所述冷却池内部填充有冷却水并位于所述微弧氧化槽外侧，所述一号轴设置在所述冷却池侧壁并与所述冷却池侧壁转动连接，所述一号轴外表面均匀设置有一号搅拌板；所述冷却池通过一号导管与设置在所述微弧氧化槽上的冷却腔室内部相连，所述一号导管中间部位设置有水泵，所述冷却腔室顶部通过二号导管与所述冷却池侧壁相连，且所述二号导管端部伸入到冷却池内部并设有一号锥形管，所述一号锥形管截面较小的端部正对所述一号搅拌板的表面；通过热交换冷却系统的作用，使得冷却池中的冷却水在冷却腔室和冷却池中循环流动并带走微弧氧化槽内部微弧氧化液的热量，从而使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内。
使用时，将铝合金型材固定在连接绳端部并放下连接绳，使得铝合金型材完全浸入微弧氧化液中；随后启动电源装置，电源装置通过双极性脉冲电源上设置的不锈钢电极对微弧氧化槽中的微弧氧化液进行通电，使得微弧氧化液对铝合金型材进行微弧氧化处理；微弧氧化装置工作一段时间后，微弧氧化液温度过高，此时启动水泵，通过水泵的作用将冷却池中的冷却水抽出并通过一号导管流向冷却腔室内部，进入冷却腔室内部的冷却水迅速充满冷却腔室并通过冷却腔室侧壁吸收微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液温度降低并控制在适宜温度范围内；冷却腔室内部的冷却水在吸收热量后升温并通过二号导管流回冷却池，因此通过冷却水在冷却池和冷却腔室之间的循环流动并不断带走微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内；在二号导管的作用下冷却腔室中被加热的冷却水流流回冷却池并使得冷却池内部的冷却水温度升高；在被加热的冷却水从二号导管流出的同时冲击一号搅拌板表面，使得一号搅拌板带动一号轴转动；另外二号导管端部的一号锥形管使得从二号导管流出的冷却水受压流速加快，并进一步冲击一号搅拌板，使得一号搅拌板转动得更加迅速；转动的一号搅拌板作用于冷却池内部的冷却水，使得冷却池内部的冷却水剧烈翻滚，使得冷却水受热而产生的水蒸气充分流出并带走大量的热量；同时在一号搅拌板的作用下，冷却池内部的冷却水加速流动，使得冷却水的表面积增大，冷却水表面的空气流速也变快，从而使得冷却池内部的冷却水加速冷却，因此冷却池中被加热的冷却水迅速得到降温，热交换冷却系统能够顺利工作并将微弧氧化液的温度控制在适宜范围内。
优选的，所述冷却池顶部设置有顶盖，所述顶盖为铝合金材质，且所述顶盖上表面均匀设置有散热孔；所述冷却池为空心棱台结构，且所述冷却池截面较大的端部位于所述冷却池顶部；所述冷却池侧壁靠近底部的部位设有补充管，所述补充管与外接水源相连；通过冷却池的作用使得冷却池内部的冷却水与空气的接触面积较大，有利于冷却池内部被加热的冷却水快速冷却；使用时，因为冷却池为空心棱台结构且冷却池截面较大的端部位于冷却池上方，因此冷却池内部的冷却水与冷却水液面上方区域的接触面积较大，有利于冷却池内部的冷却水将吸收的热量传递到冷却水液面上方区域的空气中；另外，一号搅拌板搅动冷却池内部的冷却水并使得冷却水剧烈翻滚，翻滚的冷却水会从冷却池顶部大量流出；因此在冷却池顶部设置带有一号通孔的顶盖，使得顶盖在不影响冷却池内部水蒸气流出的同时，对翻滚的冷却水起到了一定的阻隔作用，避免了过多的冷却水从冷却池中流出；又因为顶盖为铝合金材质，因此顶盖的导热性较好，在水蒸气从一号通孔流出的过程中，一部分水蒸气与顶盖接触将热量传递给顶盖并液化再次形成冷却水，随后顶盖上液化形成的冷却水在重力作用下流回到冷却池内部的冷却水中，减少了冷却池内部冷却水的损耗；当热交换冷却系统工作一段时间后，因为水受热蒸发的作用使得冷却池内部的冷却水产生损耗，因此通过补充管向冷却池内部补充冷却水，从而保证热交换冷却系统的正常工作。
优选的，所述一号导管位于所述水泵和冷却腔室中间的部位设有三号导管，所述三号导管端部穿过所述微弧氧化槽并与所述冷却腔室内部相通；所述三号导管的中间部位位于所述微弧氧化槽内靠近底部的部位并被所述微弧氧化液所包围，所述三号导管位于所述微弧氧化槽内部的部位中设置有圆板；所述圆板两侧通过转轴与所述三号导管侧壁转动连接，且所述转轴端部穿过所述三号导管侧壁并伸入到所述微弧氧化液中，所述转轴与所述微弧氧化液相接触的部位外表面均匀设有二号搅拌板；通过三号导管中冷却水流动并带动转动圆板转动的作用，使得转轴上的二号搅拌板转动并作用于微弧氧化液，从而使得微弧氧化液加速流动并均匀受到冷却作用；使用时，在水泵作用下流入一号导管的冷却水中有一部分流入到三号导管，流入三号导管的冷却水沿着三号导管穿过微弧氧化槽并流入到冷却腔室中；冷却水沿着三号导管流动的同时冲击设置在三号导管内部的圆板，使得圆板受压并带动转轴转动，转轴转动的同时带动二号搅拌板转动并作用于微弧氧化槽内部的微弧氧化液，使得微弧氧化液因受到二号搅拌板的搅拌作用而加速流动；加速流动的微弧氧化液一方面进一步作用于铝合金型材，使得铝合金型材所受到的微弧氧化处理更加充分；另一方面，加速流动的微弧氧化液与冷却腔室侧壁的接触更加充分，使得微弧氧化液所受到的冷却作用更加充分从而使得微弧氧化液的温度得到进一步降低，避免了微弧氧化液温度过高并影响了铝合金型材微弧氧化处理后的质量。
优选的，所述转轴与所述三号导管侧壁的结合部设有防水布，通过防水布的作用避免三号导管中的冷却水通过转轴和三号导管侧壁之间的缝隙渗入到微弧氧化液中，从而保证微弧氧化液的正常发挥作用；使用时，当三号导管中的冷却水从转轴和三号导管中的缝隙流出时会降低微弧氧化液的浓度，从而影响对铝合金型材的微弧氧化处理；因此通过在转轴和三号导管的结合部设置防水布，避免冷却水从转轴和三号导管中的缝隙中渗出。
优选的，所述三号导管的端部设有二号锥形管，所述二号锥形管截面较小的端部正对所述二号导管位于所述冷却腔室内的端部；通过三号导管中喷出的冷却水的作用，使得冷却腔室中的冷却水流速加快，从而使得微弧氧化槽内部的微弧氧化液进一步受到冷却作用；使用时，当三号导管中流出的冷却水在二号锥形管的作用下受压并加速喷出时，因为二号锥形管截面较小的端部正对二号导管位于冷却腔室内的端部，因此从二号锥形管中喷出的冷却水直接流入二号导管中，使得二号导管中的冷却水受到冲击并加速流动，从而使得从一号锥形管中流出的冷却水流速得到进一步提高，并使得一号搅拌板所受到的冲击作用更大，转动得更加剧烈；同时因为二号导管内部的冷却水流速加快，而流体的流速越快压强越小，因此二号导管位于冷却腔室内部的端部附近的压强降低，从而使得周围的冷却水向二号导管内流动，导致了冷却腔室内部的冷却水加速流动；冷却腔室中的冷却水加速流动的同时进一步带走微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液的温度得到进一步的控制。
优选的，所述二号导管位于所述冷却池内部的部位均匀设有喷管，所述喷管端部设有喷头，且所述喷头位于冷却水液面上方；通过喷头的作用，使得二号导管中被加热的冷却水冷却得更加迅速；使用时，因为一号锥形管的作用，使得二号导管中的水压较大；因此二号导管中的一部分冷却水沿着喷管从喷头中喷出，一方面对二号导管内部的水压进行一定程度的缓解，防止二号导管因过压而导致损坏；另一方面，从喷头中喷出的冷却水形成细小的水流，使得冷却水的表面积增大且冷却水表面的空气流速加快，从而使得被加热的冷却水加速冷却。
优选的，所述顶盖下表面设有弹性气囊，所述弹性气囊下底面设有压板，所述压板下方设有弧形板，所述弧形板通过连杆与所述压板相连，且所述弧形板下表面与所述一号搅拌板端部相接触；所述弹性气囊顶部通过一号导气管与外界相通，所述弹性气囊底部通过二号导气管与所述冷却池内部相通，所述一号导气管和二号导气管内部分别设有一号单向阀和二号单向阀；通过弹性气囊的作用加速冷却池内部的空气流动，从而使得冷却池内部被加热的冷却水加速冷却；使用时，当一号搅拌板转动的同时压动弧形板使得弧形板上移，上移的弧形板通过连杆带动压板上移并挤压弹性气囊，弹性气囊受压变形使得弹性气囊内部的空气在二号单向阀的作用下沿着二号通气管喷出，从而使得冷却池内部的空气流速加快；因此冷却池内部的冷却水表面的空气流速加快，使得被加热的冷却水加速冷却；另外，当一号搅拌板继续转动使得弧形板位于相邻的一号搅拌板之间的间隙时，弧形板因重力作而下移，此时压板不再挤压弹性气囊，因此弹性气囊形变恢复，而弹性气囊内部气压因空气从二号通气管喷出而降低，使得外界的空气在一号单向阀的作用下通过一号通气管进入弹性气囊内部，从而保证弹性气囊的正常工作。
优选的，所述弧形板水平投影面的直径为相邻的所述一号搅拌板端部之间间距的两倍；工作时，因为弧形板水平投影面的直径为相邻的一号搅拌板端部之间间距的两倍，避免了弧形板在受到一号搅拌板挤压的过程中嵌入的一号搅拌板之间的间隙中，从而保证了弧形板能够正常发挥作用。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，通过在微弧氧化装置的微弧氧化槽内部设置冷却腔室，并通过水泵使得冷却腔室与外侧的冷却池之间实现冷却水的循环流动，使得微弧氧化槽内部的微弧氧化液的温度在冷却腔室中循环流动的冷却水的作用下得到有效控制，从而避免铝合金型材的表面的粗糙度由于温度过高的微弧氧化液的作用而增大，保证了铝合金型材的使用性能。
2.本发明所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，通过在二号导管位于冷却池内部的端部上设置一号锥形管，使得一号锥形管中喷出的冷却水冲击一号搅拌板，从而使得一号搅拌板转动并作用于冷却池内部的冷却水，冷却水在一号搅拌板作用下加速流动并提高了冷却水表面空气的流速，使得冷却池内部被加热的冷却水加速冷却。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明所采用的微弧氧化装置的立体图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2中B处的局部放大图；
图5是图2中C处的局部放大图；
图中：微弧氧化槽1、冷却腔室11、样品固定支架2、连接绳21、电源装置3、隔离变压器31、双极性脉冲电源32、不锈钢电极321、热交换冷却系统4、冷却池41、补充管411、水泵42、一号轴43、一号搅拌板431、一号导管44、二号导管45、一号锥形管451、喷管452、喷头453、顶盖46、散热孔461、三号导管47、圆板471、转轴472、二号搅拌板473、防水布474、二号锥形管475、弹性气囊48、压板481、弧形板482、一号导气管483、二号导气管484。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，该方法包括以下步骤：
S1：首先对铝合金型材用弱碱低浓度溶液进行清洗从而除去铝合金型材表面的油脂，随后用纯净水对除去表面油脂的铝合金型材进行清洗并烘干；
S2：将S1中清洗并烘干后的铝合金型材放入微弧氧化装置中，同时启动微弧氧化装置使得铝合金型材受到微弧氧化处理，使得铝合金型材表面生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层，从而提高铝合金型材的使用性能；等待40-60min后，从微弧氧化装置中取出铝合金型材，再次用纯净水进行清洗并烘干后进行封闭保存；
S2中采用的微弧氧化装置包括微弧氧化槽1、样品固定支架2、电源装置3和热交换冷却系统4；所述微弧氧化槽1内部填充有微弧氧化液，所述样品固定支架2设置在所述微弧氧化槽1顶部，且所述样品固定支架2上均匀设置有连接绳21，所述连接绳21端部伸入到所述微弧氧化槽1内部；所述电源装置3包括隔离变压器31和双极性脉冲电源32，所述隔离变压器31和双极性脉冲电源32均设置在所述微弧氧化槽1外侧，且所述双极性脉冲电源32上设有不锈钢电极321，且所述不锈钢电极321端部伸入到所述微弧氧化槽1底部；所述热交换冷却系统4包括冷却池41、水泵42和一号轴43，所述冷却池41内部填充有冷却水并位于所述微弧氧化槽1外侧，所述一号轴43设置在所述冷却池41侧壁并与所述冷却池41侧壁转动连接，所述一号轴43外表面均匀设置有一号搅拌板431；所述冷却池41通过一号导管44与设置在所述微弧氧化槽1上的冷却腔室11内部相连，所述一号导管44中间部位设置有水泵42，所述冷却腔室11顶部通过二号导管45与所述冷却池41侧壁相连，且所述二号导管45端部伸入到冷却池41内部并设有一号锥形管451，所述一号锥形管451截面较小的端部正对所述一号搅拌板431的表面；通过热交换冷却系统4的作用，使得冷却池41中的冷却水在冷却腔室11和冷却池41中循环流动并带走微弧氧化槽1内部微弧氧化液的热量，从而使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内。
使用时，将铝合金型材固定在连接绳21端部并放下连接绳21，使得铝合金型材完全浸入微弧氧化液中；随后启动电源装置3，电源装置3通过双极性脉冲电源32上设置的不锈钢电极321对微弧氧化槽1中的微弧氧化液进行通电，使得微弧氧化液对铝合金型材进行微弧氧化处理；微弧氧化装置工作一段时间后，微弧氧化液温度过高，此时启动水泵42，通过水泵42的作用将冷却池41中的冷却水抽出并通过一号导管44流向冷却腔室11内部，进入冷却腔室11内部的冷却水迅速充满冷却腔室11并通过冷却腔室11侧壁吸收微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液温度降低并控制在适宜温度范围内；冷却腔室11内部的冷却水在吸收热量后升温并通过二号导管45流回冷却池41，因此通过冷却水在冷却池41和冷却腔室11之间的循环流动并不断带走微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内；在二号导管45的作用下冷却腔室11中被加热的冷却水流流回冷却池41并使得冷却池41内部的冷却水温度升高；在被加热的冷却水从二号导管45流出的同时冲击一号搅拌板431表面，使得一号搅拌板431带动一号轴43转动；另外二号导管45端部的一号锥形管451使得从二号导管45流出的冷却水受压流速加快，并进一步冲击一号搅拌板431，使得一号搅拌板431转动得更加迅速；转动的一号搅拌板431作用于冷却池41内部的冷却水，使得冷却池41内部的冷却水剧烈翻滚，使得冷却水受热而产生的水蒸气充分流出并带走大量的热量；同时在一号搅拌板431的作用下，冷却池41内部的冷却水加速流动，使得冷却水的表面积增大，冷却水表面的空气流速也变快，从而使得冷却池41内部的冷却水加速冷却，因此冷却池41中被加热的冷却水迅速得到降温，热交换冷却系统4能够顺利工作并将微弧氧化液的温度控制在适宜范围内。
作为本发明的一种具体实施方式，所述冷却池41顶部设置有顶盖46，所述顶盖46为铝合金材质，且所述顶盖46上表面均匀设置有散热孔461；所述冷却池41为空心棱台结构，且所述冷却池41截面较大的端部位于所述冷却池41顶部；所述冷却池41侧壁靠近底部的部位设有补充管411，所述补充管411与外接水源相连；通过冷却池41的作用使得冷却池41内部的冷却水与空气的接触面积较大，有利于冷却池41内部被加热的冷却水快速冷却；使用时，因为冷却池41为空心棱台结构且冷却池41截面较大的端部位于冷却池41上方，因此冷却池41内部的冷却水与冷却水液面上方区域的接触面积较大，有利于冷却池41内部的冷却水将吸收的热量传递到冷却水液面上方区域的空气中；另外，一号搅拌板431搅动冷却池41内部的冷却水并使得冷却水剧烈翻滚，翻滚的冷却水会从冷却池41顶部大量流出；因此在冷却池41顶部设置带有散热孔461的顶盖46，使得顶盖46在不影响冷却池41内部水蒸气流出的同时，对翻滚的冷却水起到了一定的阻隔作用，避免了过多的冷却水从冷却池41中流出；又因为顶盖46为铝合金材质，因此顶盖46的导热性较好，在水蒸气从散热孔461流出的过程中，一部分水蒸气与顶盖46接触将热量传递给顶盖46并液化再次形成冷却水，随后顶盖46上液化形成的冷却水在重力作用下流回到冷却池41内部的冷却水中，减少了冷却池41内部冷却水的损耗；当热交换冷却系统4工作一段时间后，因为水受热蒸发的作用使得冷却池41内部的冷却水产生损耗，因此通过补充管411向冷却池41内部补充冷却水，从而保证热交换冷却系统4的正常工作。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号导管44位于所述水泵42和冷却腔室11中间的部位设有三号导管47，所述三号导管47端部穿过所述微弧氧化槽1并与所述冷却腔室11内部相通；所述三号导管47的中间部位位于所述微弧氧化槽1内靠近底部的部位并被所述微弧氧化液所包围，所述三号导管47位于所述微弧氧化槽1内部的部位中设置有圆板471；所述圆板471两侧通过转轴472与所述三号导管47侧壁转动连接，且所述转轴472端部穿过所述三号导管47侧壁并伸入到所述微弧氧化液中；所述圆板471在三号导管47内部偏心设置，使得圆板471表面在流动冷却水的冲击作用下能够转动；所述转轴472与所述微弧氧化液相接触的部位外表面均匀设有二号搅拌板473；通过三号导管47中冷却水流动并带动转动圆板471转动的作用，使得转轴472上的二号搅拌板473转动并作用于微弧氧化液，从而使得微弧氧化液加速流动并均匀受到冷却作用；使用时，在水泵42作用下流入一号导管44的冷却水中有一部分流入到三号导管47，流入三号导管47的冷却水沿着三号导管47穿过微弧氧化槽1并流入到冷却腔室11中；冷却水沿着三号导管47流动的同时冲击设置在三号导管47内部的圆板471，从而使得圆板471带动转轴472转动，转轴472转动的同时带动二号搅拌板473转动并作用于微弧氧化槽1内部的微弧氧化液，使得微弧氧化液因受到二号搅拌板473的搅拌作用而加速流动；加速流动的微弧氧化液一方面进一步作用于铝合金型材，使得铝合金型材所受到的微弧氧化处理更加充分；另一方面，加速流动的微弧氧化液与冷却腔室11侧壁的接触更加充分，使得微弧氧化液所受到的冷却作用更加充分从而使得微弧氧化液的温度得到进一步降低，避免了微弧氧化液温度过高并影响了铝合金型材微弧氧化处理后的质量。
作为本发明的一种具体实施方式，所述转轴472与所述三号导管47侧壁的结合部设有防水布474，通过防水布474的作用避免三号导管47中的冷却水通过转轴472和三号导管47侧壁之间的缝隙渗入到微弧氧化液中，从而保证微弧氧化液的正常发挥作用；使用时，当三号导管47中的冷却水从转轴472和三号导管47中的缝隙流出时会降低微弧氧化液的浓度，从而影响对铝合金型材的微弧氧化处理；因此通过在转轴472和三号导管47的结合部设置防水布474，避免冷却水从转轴472和三号导管47中的缝隙中渗出。
作为本发明的一种具体实施方式，所述三号导管47的端部设有二号锥形管475，所述二号锥形管475截面较小的端部正对所述二号导管45位于所述冷却腔室11内的端部；通过三号导管47中喷出的冷却水的作用，使得冷却腔室11中的冷却水流速加快，从而使得微弧氧化槽1内部的微弧氧化液进一步受到冷却作用；使用时，当三号导管47中流出的冷却水在二号锥形管475的作用下受压并加速喷出时，因为二号锥形管475截面较小的端部正对二号导管45位于冷却腔室11内的端部，因此从二号锥形管475中喷出的冷却水直接流入二号导管45中，使得二号导管45中的冷却水受到冲击并加速流动，从而使得从一号锥形管451中流出的冷却水流速得到进一步提高，并使得一号搅拌板431所受到的冲击作用更大，转动得更加剧烈；同时因为二号导管45内部的冷却水流速加快，而流体的流速越快压强越小，因此二号导管45位于冷却腔室11内部的端部附近的压强降低，从而使得周围的冷却水向二号导管45内流动，导致了冷却腔室11内部的冷却水加速流动；冷却腔室11中的冷却水加速流动的同时进一步带走微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液的温度得到进一步的控制。
作为本发明的一种具体实施方式，所述二号导管45位于所述冷却池41内部的部位均匀设有喷管452，所述喷管452端部设有喷头453，且所述喷头453位于冷却水液面上方；通过喷头453的作用，使得二号导管45中被加热的冷却水冷却得更加迅速；使用时，因为一号锥形管451的作用，使得二号导管45中的水压较大；因此二号导管45中的一部分冷却水沿着喷管452从喷头453中喷出，一方面对二号导管45内部的水压进行一定程度的缓解，防止二号导管45因过压而导致损坏；另一方面，从喷头453中喷出的冷却水形成细小的水流，使得冷却水的表面积增大且冷却水表面的空气流速加快，从而使得被加热的冷却水加速冷却。
作为本发明的一种具体实施方式，所述顶盖46下表面设有弹性气囊48，所述弹性气囊48下底面设有压板481，所述压板481下方设有弧形板482，所述弧形板482通过连杆与所述压板481相连，所述弧形板482下表面与所述一号搅拌板431端部相接触，且所述一号搅拌板431转动时能够挤压并推动所述弧形板482上移；所述弹性气囊48顶部通过一号导气管483与外界相通，所述弹性气囊48底部通过二号导气管484与所述冷却池41内部相通，所述一号导气管483和二号导气管484内部分别设有一号单向阀和二号单向阀；通过弹性气囊48的作用加速冷却池41内部的空气流动，从而使得冷却池41内部被加热的冷却水加速冷却；使用时，当一号搅拌板431转动的同时压动弧形板482使得弧形板482上移，上移的弧形板482通过连杆带动压板481上移并挤压弹性气囊48，弹性气囊48受压变形使得弹性气囊48内部的空气在二号单向阀的作用下沿着二号通气管喷出，从而使得冷却池41内部的空气流速加快；因此冷却池41内部的冷却水表面的空气流速加快，使得被加热的冷却水加速冷却；另外，当一号搅拌板431继续转动使得弧形板482位于相邻的一号搅拌板431之间的间隙时，弧形板482因重力作而下移，此时压板481不再挤压弹性气囊48，因此弹性气囊48形变恢复，而弹性气囊48内部气压因空气从二号通气管喷出而降低，使得外界的空气在一号单向阀的作用下通过一号通气管进入弹性气囊48内部，从而保证弹性气囊48的正常工作。
作为本发明的一种具体实施方式，所述弧形板482水平投影面的直径为相邻的所述一号搅拌板431端部之间间距的两倍；工作时，因为弧形板482水平投影面的直径为相邻的一号搅拌板431端部之间间距的两倍，避免了弧形板482在受到一号搅拌板431挤压的过程中嵌入的一号搅拌板431之间的间隙中，从而保证了弧形板482能够正常发挥作用。
使用时，将铝合金型材固定在连接绳21端部并放下连接绳21，使得铝合金型材完全浸入微弧氧化液中；随后启动电源装置3，电源装置3通过双极性脉冲电源32上设置的不锈钢电极321对微弧氧化槽1中的微弧氧化液进行通电，使得微弧氧化液对铝合金型材进行微弧氧化处理；微弧氧化装置工作一段时间后，微弧氧化液温度过高，此时启动水泵42，通过水泵42的作用将冷却池41中的冷却水抽出并通过一号导管44流向冷却腔室11内部，进入冷却腔室11内部的冷却水迅速充满冷却腔室11并通过冷却腔室11侧壁吸收微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液温度降低并控制在适宜温度范围内；冷却腔室11内部的冷却水在吸收热量后升温并通过二号导管45流回冷却池41，因此通过冷却水在冷却池41和冷却腔室11之间的循环流动并不断带走微弧氧化液的热量，使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内；在二号导管45的作用下冷却腔室11中被加热的冷却水流流回冷却池41并使得冷却池41内部的冷却水温度升高；在被加热的冷却水从二号导管45流出的同时冲击一号搅拌板431表面，使得一号搅拌板431带动一号轴43转动；另外二号导管45端部的一号锥形管451使得从二号导管45流出的冷却水受压流速加快，并进一步冲击一号搅拌板431，使得一号搅拌板431转动得更加迅速；转动的一号搅拌板431作用于冷却池41内部的冷却水，使得冷却池41内部的冷却水剧烈翻滚，使得冷却水受热而产生的水蒸气充分流出并带走大量的热量；同时在一号搅拌板431的作用下，冷却池41内部的冷却水加速流动，使得冷却水的表面积增大，冷却水表面的空气流速也变快，从而使得冷却池41内部的冷却水加速冷却，因此冷却池41中被加热的冷却水迅速得到降温，热交换冷却系统4能够顺利工作并将微弧氧化液的温度控制在适宜范围内；因为冷却池41为空心棱台结构且冷却池41截面较大的端部位于冷却池41上方，因此冷却池41内部的冷却水与冷却水液面上方区域的接触面积较大，有利于冷却池41内部的冷却水将吸收的热量传递到冷却水液面上方区域的空气中；另外，一号搅拌板431搅动冷却池41内部的冷却水并使得冷却水剧烈翻滚，翻滚的冷却水会从冷却池41顶部大量流出；因此在冷却池41顶部设置带有散热孔461的顶盖46，使得顶盖46在不影响冷却池41内部水蒸气流出的同时，对翻滚的冷却水起到了一定的阻隔作用，避免了过多的冷却水从冷却池41中流出；又因为顶盖46为铝合金材质，因此顶盖46的导热性较好，在水蒸气从散热孔461流出的过程中，一部分水蒸气与顶盖46接触将热量传递给顶盖46并液化再次形成冷却水，随后顶盖46上液化形成的冷却水在重力作用下流回到冷却池41内部的冷却水中，减少了冷却池41内部冷却水的损耗；当热交换冷却系统4工作一段时间后，因为水受热蒸发的作用使得冷却池41内部的冷却水产生损耗，因此通过补充管411向冷却池41内部补充冷却水，从而保证热交换冷却系统4的正常工作；同时在水泵42作用下流入一号导管44的冷却水中有一部分流入到三号导管47，流入三号导管47的冷却水沿着三号导管47穿过微弧氧化槽1并流入到冷却腔室11中；冷却水沿着三号导管47流动的同时冲击设置在三号导管47内部的圆板471，使得圆板471受压并带动转轴472转动，转轴472转动的同时带动二号搅拌板473转动并作用于微弧氧化槽1内部的微弧氧化液，使得微弧氧化液因受到二号搅拌板473的搅拌作用而加速流动；加速流动的微弧氧化液一方面进一步作用于铝合金型材，使得铝合金型材所受到的微弧氧化处理更加充分；另一方面，加速流动的微弧氧化液与冷却腔室11侧壁的接触更加充分，使得微弧氧化液所受到的冷却作用更加充分从而使得微弧氧化液的温度得到进一步降低，避免了微弧氧化液温度过高并影响了铝合金型材微弧氧化处理后的质量；另外，当一号搅拌板431转动的同时压动弧形板482使得弧形板482上移，上移的弧形板482通过连杆带动压板481上移并挤压弹性气囊48，弹性气囊48受压变形使得弹性气囊48内部的空气在二号单向阀的作用下沿着二号通气管喷出，从而使得冷却池41内部的空气流速加快；因此冷却池41内部的冷却水表面的空气流速加快，使得被加热的冷却水加速冷却；另外，当一号搅拌板431继续转动使得弧形板482位于相邻的一号搅拌板431之间的间隙时，弧形板482因重力作而下移，此时压板481不再挤压弹性气囊48，因此弹性气囊48形变恢复，而弹性气囊48内部气压因空气从二号通气管喷出而降低，使得外界的空气在一号单向阀的作用下通过一号通气管进入弹性气囊48内部，从而保证弹性气囊48的正常工作。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：首先对铝合金型材用弱碱低浓度溶液进行清洗从而除去铝合金型材表面的油脂，随后用纯净水对除去表面油脂的铝合金型材进行清洗并烘干；
S2：将S1中清洗并烘干后的铝合金型材放入微弧氧化装置中，同时启动微弧氧化装置使得铝合金型材受到微弧氧化处理，使得铝合金型材表面生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层，从而提高铝合金型材的使用性能；等待40-60min后，从微弧氧化装置中取出铝合金型材，再次用纯净水进行清洗并烘干后进行封闭保存；
S2中采用的微弧氧化装置包括微弧氧化槽(1)、样品固定支架(2)、电源装置(3)和热交换冷却系统(4)；所述微弧氧化槽(1)内部填充有微弧氧化液，所述样品固定支架(2)设置在所述微弧氧化槽(1)顶部，且所述样品固定支架(2)上均匀设置有连接绳(21)，所述连接绳(21)端部伸入到所述微弧氧化槽(1)内部；所述电源装置(3)包括隔离变压器(31)和双极性脉冲电源(32)，所述隔离变压器(31)和双极性脉冲电源(32)均设置在所述微弧氧化槽(1)外侧，且所述双极性脉冲电源(32)上设有不锈钢电极(321)，且所述不锈钢电极(321)端部伸入到所述微弧氧化槽(1)底部；所述热交换冷却系统(4)包括冷却池(41)、水泵(42)和一号轴(43)，所述冷却池(41)内部填充有冷却水并位于所述微弧氧化槽(1)外侧，所述一号轴(43)设置在所述冷却池(41)侧壁并与所述冷却池(41)侧壁转动连接，所述一号轴(43)外表面均匀设置有一号搅拌板(431)；所述冷却池(41)通过一号导管(44)与设置在所述微弧氧化槽(1)上的冷却腔室(11)内部相连，所述一号导管(44)中间部位设置有水泵(42)，所述冷却腔室(11)顶部通过二号导管(45)与所述冷却池(41)侧壁相连，且所述二号导管(45)端部伸入到冷却池(41)内部并设有一号锥形管(451)，所述一号锥形管(451)截面较小的端部正对所述一号搅拌板(431)的表面；通过热交换冷却系统(4)的作用，使得冷却池(41)中的冷却水在冷却腔室(11)和冷却池(41)中循环流动并带走微弧氧化槽(1)内部微弧氧化液的热量，从而使得微弧氧化液的温度控制在适宜范围内。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述冷却池(41)顶部设置有顶盖(46)，所述顶盖(46)为铝合金材质，且所述顶盖(46)上表面均匀设置有散热孔(461)；所述冷却池(41)为空心棱台结构，且所述冷却池(41)截面较大的端部位于所述冷却池(41)顶部；所述冷却池(41)侧壁靠近底部的部位设有补充管(411)，所述补充管(411)与外接水源相连；通过冷却池(41)的作用使得冷却池(41)内部的冷却水与空气的接触面积较大，有利于冷却池(41)内部被加热的冷却水快速冷却。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述一号导管(44)位于所述水泵(42)和冷却腔室(11)中间的部位设有三号导管(47)，所述三号导管(47)端部穿过所述微弧氧化槽(1)并与所述冷却腔室(11)内部相通；所述三号导管(47)的中间部位位于所述微弧氧化槽(1)内靠近底部的部位并被所述微弧氧化液所包围，所述三号导管(47)位于所述微弧氧化槽(1)内部的部位中设置有圆板(471)；所述圆板(471)两侧通过转轴(472)与所述三号导管(47)侧壁转动连接，且所述转轴(472)端部穿过所述三号导管(47)侧壁并伸入到所述微弧氧化液中，所述转轴(472)与所述微弧氧化液相接触的部位外表面均匀设有二号搅拌板(473)；通过三号导管(47)中冷却水流动并带动转动圆板(471)转动的作用，使得转轴(472)上的二号搅拌板(473)转动并作用于微弧氧化液，从而使得微弧氧化液加速流动并均匀受到冷却作用。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述转轴(472)与所述三号导管(47)侧壁的结合部设有防水布(474)，通过防水布(474)的作用避免三号导管(47)中的冷却水通过转轴(472)和三号导管(47)侧壁之间的缝隙渗入到微弧氧化液中，从而保证微弧氧化液的正常发挥作用。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述三号导管(47)的端部设有二号锥形管(475)，所述二号锥形管(475)截面较小的端部正对所述二号导管(45)位于所述冷却腔室(11)内的端部；通过三号导管(47)中喷出的冷却水的作用，使得冷却腔室(11)中的冷却水流速加快，从而使得微弧氧化槽(1)内部的微弧氧化液进一步受到冷却作用。
6.根据权利要求5所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述二号导管(45)位于所述冷却池(41)内部的部位均匀设有喷管(452)，所述喷管(452)端部设有喷头(453)，且所述喷头(453)位于冷却水液面上方；通过喷头(453)的作用，使得二号导管(45)中被加热的冷却水冷却得更加迅速。
7.根据权利要求6所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述顶盖(46)下表面设有弹性气囊(48)，所述弹性气囊(48)下底面设有压板(481)，所述压板(481)下方设有弧形板(482)，所述弧形板(482)通过连杆与所述压板(481)相连，且所述弧形板(482)下表面与所述一号搅拌板(431)端部相接触；所述弹性气囊(48)顶部通过一号导气管(483)与外界相通，所述弹性气囊(48)底部通过二号导气管(484)与所述冷却池(41)内部相通，所述一号导气管(483)和二号导气管(484)内部分别设有一号单向阀和二号单向阀；通过弹性气囊(48)的作用加速冷却池(41)内部的空气流动，从而使得冷却池(41)内部被加热的冷却水加速冷却。
8.根据权利要求7所述的一种铝合金型材微弧氧化处理工艺，其特征在于：所述弧形板(482)水平投影面的直径为相邻的所述一号搅拌板(431)端部之间间距的两倍。
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2020
- 2020-10-28 CN CN202011170372.0A patent/CN112359387B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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