CN215163235U - 一种低能耗微弧氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种低能耗微弧氧化装置，包括：电解槽、电源、电机、搅拌轴与气缸，电源与电解槽和工件电连接，电解槽上固定安装有支架，支架位于电解槽正上方，电机固定安装在支架上，电机的输出轴与搅拌轴固定连接，气缸固定安装在支架上，气缸中填充有受热膨胀的工质，气缸上设有活塞，活塞上固定连接有活塞杆，活塞杆上设有压块，电解槽上设有开关板，开关板上设有控制电机转动的第一开关。本方案通过气缸内工质吸热移动距离控制电机启动，从而使搅拌轴转动，及时打开搅拌轴使电解液分布均匀；同时在微弧氧化初始阶段不启用搅拌轴，节约能源；做到自动控制打开和关闭电机，自动控制搅拌轴，减少人工操作量。

Description

一种低能耗微弧氧化装置

技术领域

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种低能耗微弧氧化装置。

背景技术

微弧氧化又称微等离子体氧化、火花放电阳极氧化。是一种新的绿色环保金属表面处理技术，其原理是通过脉冲电参数和电解液的匹配调整，在铝轻合金的表面等离子体化学和电化学原理产生微区弧光放电现象，进而在金属表面原位生长出一层陶瓷层,以起到改善材料表面的耐磨、耐腐蚀隔热耐热冲击及电绝缘性能的作用。

在微弧氧化处理过程中，一般要先把待氧化工件安装到夹具或者是挂具上，然后把待氧化工件或者夹具/挂具与电源正极相连，作为阳极浸入电解液之中，不锈钢电解槽作为阴极与电源负极相连。在开通电源后，正脉冲电压快速升高，电流迅速下降，作为阳极的待氧化试样开始进行阳极氧化,产生大量微小气泡,同时在试样表面形成了一层极薄的钝化膜。当外加脉冲电压超过一定值时，材料表面出现一层极其细微均匀的放电火花，这种微区火花放电现象在试样表面不同位置出现，最终在待氧化合金表面原位生长陶瓷膜层，以达到强化材料表面的目的。

申请号为201821864843.6文件公开了一种合金表面微弧氧化处理装置，其包括电解槽、冷却槽、过滤槽、配制槽、电源，所述电解槽设置在所述冷却槽内，所述过滤槽、配制槽设置在冷却槽外，所述电解槽通过管路依次与过滤槽、配制槽连接且形成回路，所述电源与所述电解槽、合金工件电连接。上述方案在使用时，在进行微弧氧化的过程中会散发出大量的热量，通过循环冷却泵的作用，可将电解槽内的电解液经过管路依次输送至过滤槽、配制槽，再回到电解槽中，上述方案实现了对电解液中杂质进行过滤的作用，又实现了对过滤后的电解液的浓度进行再次配制的作用，从而使得返回至电解槽中的电解液时刻保持浓度达标且纯净。上述方案在微弧氧化时间一般控制在30-60min内，当工件面积比较大时，工件在氧化过程中会消耗电解质，电解槽内电解质移动需要时间，会使用更多时间进行微弧氧化，电解槽温度持续升高，长时间会破坏掉工件表面氧化层，影响工件氧化效果，为解决上述问题，一般是在电解槽中使用搅拌轴对电解液进行搅拌，使电解质分布均匀，加快工件氧化速度，使用搅拌轴进行搅拌时，初始时，电解液溶度较高，电解质分布对微弧氧化过程影响较小，微弧氧化初始阶段不需要启用搅拌轴，一直进行搅拌会造成电解液热量散失，还会增加搅拌轴使用能耗。

实用新型内容

本方案提供一种降低能耗的低能耗微弧氧化装置。

为了达到上述目的，本方案提供一种低能耗微弧氧化装置，包括：电解槽与电源，所述电源与电解槽和工件电连接；所述电解槽中填充有电解液；还包括：电机、搅拌轴与气缸；所述电解槽上固定安装有支架，支架位于电解槽正上方，电机固定安装在支架上，电机的输出轴与搅拌轴固定连接；所述电解槽上设有开关板，开关板上设有控制电机打开和关闭的第一开关；所述气缸固定安装在支架上，气缸中填充有受热膨胀的工质，气缸上设有活塞，活塞上固定连接有活塞杆，活塞杆上设有用于挤压第一开关的压块。

本方案原理：将工件放置到电解槽中，使电解液没过工件，启动电源进行微弧氧化，工件表面逐渐生成氧化层，微弧氧化大部分能量以热能的形式释放，气缸中工质吸收热量膨胀使活塞移动，活塞带动活塞杆移动，活塞杆带动压块移动，压块移动过程中与第一开关接触，压块挤压第一开关，第一开关控制电机打开，电机带动搅拌轴转动，对电解液进行搅拌，当电解液温度下降后，气缸结构恢复原位并关闭第一电机。

本方案有益效果：在初始时，电解液溶度较高，电解质分布对微弧氧化过程影响较小，当反应一段时间后，电解液温度升高，且此时工件微弧氧化反应端电解质被消耗掉一部分，电解质分布很少会形象工件表面氧化膜生成。通过气缸内工质吸热移动距离控制电机启动，从而使搅拌轴转动，可以及时打开搅拌轴使电解液分布均匀；同时在微弧氧化初始阶段不启用搅拌轴，节约能源；做到自动控制打开和关闭电机，自动控制搅拌轴，减少人工操作量。

进一步，还包括冷却槽；所述电解槽位于冷却槽内，电解槽与冷却槽固定连接；所述冷却槽中填充有水，冷却槽连通有循环冷却泵，循环冷却泵的进水口与出水口均与冷却槽连通，所述开关板上设有控制循环冷却泵打开和关闭的第二开关；所述压块在移动过程中能挤压第二开关。活塞杆带动压块移动过程中，压块先挤压第一开关，活塞杆继续移动过程中，压块挤压第二开关，此时工质吸收热量较多，电解槽内电解液温度较高需对电解液进行降温，第二开关打开循环冷却泵对冷却槽中水进行循环冷却，防止温度过高影响工件表面氧化膜生成。

进一步，所述搅拌轴上设有螺旋叶片。使电解液搅拌更均匀，使微弧氧化过程中产生的气体快速排出，防止影响电解质与工件接触。

进一步，所述搅拌轴底部固定安装有横板，横板上对称设有搅拌板，搅拌板上设有通孔。通过横板与搅拌板使电解液中电解质分布更加均匀，搅拌板上通孔使搅拌板转动更容易，减少阻力。

进一步，所述电解槽体外表面设有方钢，方钢电解槽固定连接。对电解槽体做加固处理，保证槽体盛满溶液后无渗漏、加热时不发生变形，结构合理、耐腐蚀、耐老化。

进一步，所有电解槽体底部均设有排液球阀，排液球阀连通有管道。方便进行槽液凊理和快捷排放。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：电解槽1、冷却槽2、循环冷却泵3、电机4、搅拌轴5、横板6、搅拌板7、气缸8、活塞杆9、压块10、第一开关11、第二开关12。

实施例基本如附图1所示：

一种低能耗微弧氧化装置，包括：电解槽1与电源，电源型号为BFR-WHBM12V097。电解槽1中填充有电解液。电解槽1上焊接横杆，横杆位于电解槽1正上方，横杆上悬挂有工件，工件位于电解槽1电解液中。电源与电解槽1和工件电连接，电源正极与工件电连接，电源负极与电解槽1电连接。电解槽1体外表面设有方钢，方钢与电解槽1焊接在一起。方钢对电解槽1体做加固处理，保证槽体盛满溶液后无渗漏、加热时不发生变形，结构合理、耐腐蚀、耐老化。电解槽1槽体底部设有排液口，排液口处螺栓安装有排液球阀，排液球阀密封住排液口，排液球阀用于打开和关闭排液口，方便进行槽液凊理和快捷排放。排液球阀连通有管道，管道连通有废液处理设施，方便对废液进行处理。

还包括：电机4、搅拌轴5与气缸8，电解槽1上焊接有支架，支架位于电解槽1正上方，支架位于横杆下方，支架不影响工件在电解液中位置，电机4螺栓安装在支架上，电机4的输出轴与搅拌轴5焊接在一起。转轴上焊接有螺旋叶片。使电解液搅拌更均匀，使微弧氧化过程中产生的气体快速排出，防止影响电解质与工件接触。搅拌轴5底部焊接有横板6，横板6上对称设有搅拌板7，搅拌板7与横板6焊接在一起，搅拌板7上设有通孔。通过横板6与搅拌板7使电解液中电解质分布更加均匀，搅拌板7上通孔使搅拌板7转动更容易，减少阻力。

气缸8焊接在支架上，气缸8中填充有受热膨胀的工质，工质为乙醚，乙醚沸点为34.5℃。微弧氧化温度为20℃-60℃效果最好，当电解液温度达到30多度时，电解液中电解质反应了一部分，电解液中工件生成氧化层处电解质浓度在降低，此时需要进行电解液搅拌。

气缸8上设有活塞，活塞上焊接有活塞杆9，活塞杆9上焊接压块10，电解槽1上设有开关板，开关板上设有控制电机4转动的第一开关11。压块10在活塞杆9作用下移动过程中能挤压第一开关11。第一开关11与压块10的水平距离根据具体需求进行设定。

将工件放置到电解槽1中，使电解液没过工件，启动电源进行微弧氧化，工件表面逐渐生成氧化层，微弧氧化大部分能量以热能的形式释放，气缸8中工质吸收热量膨胀使活塞移动，活塞带动活塞杆9移动，活塞杆9带动压块10移动，压块10移动过程中与第一开关11接触，压块10挤压第一开关11，第一开关11控制电机4打开，电机4带动搅拌轴5转动，对电解液进行搅拌，当电解液温度下降后，气缸8结构恢复原位并关闭第一电机4。在初始时，电解液溶度较高，电解质分布对微弧氧化过程影响较小，当反应一段时间后，电解液温度升高，且此时工件微弧氧化反应端电解质被消耗掉一部分，电解质分布很少会形象工件表面氧化膜生成，此时需要搅拌轴5对电解液进行搅拌。

还包括冷却槽2，电解槽1位于冷却槽2内，电解槽1与冷却槽2通过支柱焊接在一起，支柱有四个，使电解槽1与冷却槽2连接更稳定。冷却槽2中填充有水，水用于对电解槽1进行冷却。冷却槽2连通有循环冷却泵3，循环冷却泵3为DLSB-10L低温冷却液循环泵。循环冷却泵3的进水口与出水口均与冷却槽2连通。开关板上设有控制循环冷却泵3打开的第二开关12。第二开关12与压块10的水平距离根据具体需求进行设定。活塞杆9带动压块10移动过程中，压块10先挤压第一开关11，活塞杆9继续移动过程中，压块10挤压第二开关12，此时工质吸收热量较多，电解槽1内电解液温度较高需对电解液进行降温，第二开关12打开循环冷却泵3对冷却槽2中水进行循环冷却，防止温度过高影响工件表面氧化膜生成。

本方案操作方法：将工件放置到电解槽1中，使电解液没过工件，启动电源进行微弧氧化，工件表面逐渐生成氧化层，微弧氧化大部分能量以热能的形式释放，气缸8中工质吸收热量膨胀使活塞移动，活塞带动活塞杆9移动，活塞杆9带动压块10移动，压块10移动过程中与第一开关11接触，压块10挤压第一开关11，第一开关11控制电机4打开，电机4带动搅拌轴5转动，对电解液进行搅拌，活塞杆9继续移动过程中，压块10挤压第二开关12，此时工质吸收热量较多，电解槽1内电解液温度较高需对电解液进行降温，第二开关12打开循环冷却泵3对冷却槽2中水进行循环冷却，防止温度过高影响工件表面氧化膜生成，当电解液温度下降后，气缸8里工质收缩，活塞使活塞杆9反向移动，活塞杆9带动压块10反向移动，压块10先挤压第二开关12，使循环冷却泵3被关闭，不再对电解槽1进行降温，压块10继续移动使压块10挤压第一开关11，使第一电机4被关闭，第一电机4停止带动搅拌轴5进行转动。本方案通过气缸8内工质吸热移动距离控制电机4启动，从而使搅拌轴5转动，可以及时打开搅拌轴5使电解液分布均匀；同时在微弧氧化初始阶段不启用搅拌轴5，节约能源；做到自动控制打开和关闭电机4，自动控制搅拌轴5，减少人工操作量。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种低能耗微弧氧化装置，包括：电解槽（1）与电源，所述电源与电解槽（1）和工件电连接；所述电解槽（1）中填充有电解液；其特征在于，还包括：电机（4）、搅拌轴（5）与气缸（8）；

所述电解槽（1）上固定安装有支架，支架位于电解槽（1）正上方，电机（4）固定安装在支架上，电机（4）的输出轴与搅拌轴（5）固定连接；所述电解槽（1）上设有开关板，开关板上设有控制电机（4）打开和关闭的第一开关（11）；所述气缸（8）固定安装在支架上，气缸（8）中填充有受热膨胀的工质，气缸（8）上设有活塞，活塞上固定连接有活塞杆（9），活塞杆（9）上设有用于挤压第一开关（11）的压块（10）。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗微弧氧化装置，其特征在于：还包括冷却槽（2）；所述电解槽（1）位于冷却槽（2）内；所述冷却槽（2）中填充有水，冷却槽（2）连通有循环冷却泵（3），循环冷却泵（3）的进水口与出水口均与冷却槽（2）连通；所述开关板上设有控制循环冷却泵（3）打开和关闭的第二开关（12）。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗微弧氧化装置，其特征在于：所述搅拌轴（5）上设有螺旋叶片。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗微弧氧化装置，其特征在于：所述搅拌轴（5）底部固定安装有横板（6），横板（6）上对称设有搅拌板（7），搅拌板（7）上设有通孔。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗微弧氧化装置，其特征在于：所述电解槽（1）体外表面设有方钢，方钢与电解槽（1）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗微弧氧化装置，其特征在于：所有电解槽（1）体底部均设有排液球阀，排液球阀连通有管道。

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