CN218435977U - 一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，包括用于安装工件的挂具、设置在工件内的辅助阴极以及用于将电解液泵送到工件内腔的泵体，电解液由工件的一端进入到工件内膛，并从另一端排出，所述辅助阴极固定设置在工件内并且与工件绝缘；本实用新型通过在工件的内部穿设棒状的辅助阴极，能够实现工件内膛电流的均匀分布，提升工件内膛氧化速率和氧化膜层性能。其次，由泵体实现电解液由电解池到内膛的泵送，也即实现电解液在电解池和内膛之间的强制交换，一方面，能够避免电解液局部成分失衡，提高硬质氧化的效果，另一方面，还能够较好的带走内膛中的热量，进一步提高硬质氧化的效果。

Description

一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装

技术领域

本实用新型属于硬质氧化装置技术领域，具体涉及一种薄壁长筒类工件硬质氧化装置。

背景技术

阳极氧化是目前比较成熟的技术手段，是将金属或者合金制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成一层氧化薄膜，此形成的金属氧化薄膜能够改变制件表面的状态与性能，提高了制件的耐腐蚀性、耐磨性以及硬度等。

铝合金工件硬质氧化的过程一般是将工件固定在挂具上，然后由挂具将工件吊装在电解池内，将电源的阳极与工件连接。

然而，目前的挂具在用于薄壁长筒类铝合金工件，例如长度在1m以上，壁厚在4mm以下的工件在进行硬质氧化时，存在内膛氧化膜厚度低、显微硬度不合格等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，以解决现有技术中对薄壁长筒类铝合金工件进行硬质氧化时，内膛氧化膜厚度低、显微硬度不合格的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其包括用于安装工件的挂具、设置在工件内的辅助阴极以及用于将电解液泵送到工件内腔的泵体，电解液由工件的一端进入到工件内膛，并从另一端排出，所述辅助阴极固定设置在工件内并且与工件绝缘。

进一步的，在工件的两端分别设有绝缘的第一夹板和第二夹板，辅助阴极安装在第一、第二夹板上，在辅助阴极上设有螺母，利用螺母将工件夹持在第一夹板和第二夹板之间。

进一步的，在第二夹板和螺母之间设有导电片和隔套，辅助阴极依次穿过导电片和隔套，所述导电片经由导线与负极等电位连接。

进一步的，所述导电片包括呈环状的本体以及设置在本体内侧壁的弹片，所述弹片向内倾斜与辅助阴极接触，所述隔套与辅助阴极间隙配合，弹片伸入到隔套内。

进一步的，在第二夹板的外侧壁上设有定位柱，所述定位柱依次穿过导电片和隔套实现连接。

进一步的，在工件内设有若干个绝缘的支撑件，辅助阴极穿过支撑件，且支撑件与工件内壁配合。

进一步的，所述支撑件包括盘体以及可拆卸的设置在盘体周围的若干个支撑块，支撑块的外侧壁与工件的内侧壁相对应，所述盘体套置在辅助阴极上。

进一步的，在盘体上设有螺纹孔，所述螺纹孔设有两个以上且沿盘体的径向设置，在支撑块上设有与螺纹孔相对应的长条孔，所述长条孔的长度方向与所述盘体的径向平行。

进一步的，所述挂具有两个，所述工件倾斜设置在挂具上，电解液由工件的高处端进入到工件内膛并从工件的低处端排出，并且工件沿挂具的高度方向间隔设有若干个。

进一步的，所述辅助阴极的材质为钛合金。

本实用新型的积极效果为：

本实用新型通过在工件的内部穿设棒状的辅助阴极，能够实现工件内膛电流的均匀分布，提升工件内膛氧化速率和氧化膜层性能。其次，通过设置泵体，由泵体实现电解液由电解池到内膛的泵送，也即实现电解液在电解池和内膛之间的强制交换，一方面，能够避免电解液局部成分失衡，提高硬质氧化的效果，另一方面，还能够较好的带走内膛中的热量，进一步提高硬质氧化的效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1中A处放大图；

图3为本实用新型图2中B处放大图；

图4为本实用新型支撑件结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

目前，薄壁长筒类工件在进行硬质氧化时，采用的方式与普通工件的硬质氧化方式相同，然而，在工作时发现，该类工件经常存在内膛的养护膜层厚度低、显微硬度不合格等问题。

经分析，该类工件在硬质氧化时，一方面，由于工件内膛中的电解液补充不及时，电解液可能会存在局部的成分失衡；另一方面，工件在电解时会产生热量，热量在内膛中积聚，难以及时散出；再一方面，内膛侧壁各处的电位不一致，导致电流不均衡；最终导致了前述的问题。

针对上述问题，本实用新型提供一种薄壁长筒类工件硬质氧化装置，能够保持工件300内膛各处的电位较为一致，并能够及时更换内膛中的电解液，从而能够解决前述的各问题。

参考图1和图2所示，本实用新型其包括挂具100、工件固定部、辅助阴极400和泵体500；其中，挂具100为两个，且两个挂具100间隔布置；工件固定部包括两个工件固定单元210，两个工件固定单元210一一对应的设于两个挂具100上，工件300固设在两个工件固定单元210上；辅助阴极400呈棒状，并穿设在工件300内，且辅助阴极400和工件300固定且绝缘连接；泵体500用于构成电解液由电解池到工件300的内膛的泵送。

工件300通过两个工件固定单元210固设在两个挂具100上，辅助阴极400穿设并固定在工件300的内膛中，该辅助阴极400与电解池内的负极等电位连接。其中，辅助阴极400优选与工件300的内膛同轴布置，且辅助阴极400的两端均伸出工件300。由于辅助阴极400的电位相同，因此，通过设置该辅助阴极400，能够较好的保证工件内壁各处的电流均匀。

另外，通过设置泵体500，泵体500能够构成电解液由电解池到工件300内膛的泵送，工件300内膛的电解液也能够从低处端回流进入电解池内，也即本实施例的泵体500能够构成电解液在电解池和工件300内膛之间的强制循环，一方面，通过该强制循环，能够保证各处电解液的成分均匀，避免内膛中电解液局部的成分失衡；另一方面，电解液的循环还有利于将内膛中的热量带出，避免内膛中局部的温度过高，避免影响硬质氧化的质量。

在上述结构的基础上，本实施例提供了一种较好的构成工件300和辅助阴极400间固定的结构，具体的来说，参考图1和图2所示，还包括两个绝缘的夹板，两个夹板分别套设在辅助阴极400上，且两个夹板中的至少一个能够在辅助阴极400上滑动；辅助阴极400的外周上至少螺接有一个螺母630，螺母630与能够滑动的夹板对应，以推动对应的夹板，使两个夹板夹持工件300。

也即是说，本实施的装置通过在辅助阴极400上套设的两个夹板夹紧工件300，完成工件300和辅助阴极400间的相对固定；其中，两个夹板夹紧工件300的具体方式可以是两个夹板均可滑动的套设在辅助阴极400上，还可以是两个夹板中的一个固定套设在辅助阴极400上，而另一个可滑动的套设在辅助阴极400上。本实施例将以中一个夹板固定，另一个夹板滑动为例对其进行介绍，两个夹板均滑动与此具有相同的原理，在此不再赘述，为了便于描述，本实施例将称固定的夹板为第一夹板610，将另一夹板称为第二夹板620。

本实施例中，在辅助阴极400上设有一个螺纹段，参考图1至图3所示，在该螺纹段上螺接有一个螺母630，该螺母630能够与第二夹板620的背面抵接，通过转动螺母630，能够推动第二夹板620，使第二夹板620和第一夹板610夹紧工件300，完成工件300和辅助阴极400间的固定。

在此基础上，本实施例还提供了一种能够方便的构成辅助阴极400和原阴极间等电位连接的结构，具体的来说，参考图2和图3所示，本实施例的装置还包括导电片710和隔套720，导电片710和隔套720分别套设在辅助阴极400上，并位于夹板和螺母630之间；导电片710包括环状的本体711以及设于本体711的内壁上的弹片712，弹片712由本体711的内壁向内且向本体711的一侧倾斜延伸，并穿设在隔套720的内孔中；导电片710经由导线与负极等电位连接。

也即是说，本实施例中，导电片710与辅助阴极400导电连接，该导电片710通过导线与负极等电位连接，其中，负极是指电解池内原有的与电源阴极连接的负极片。

参考图2和3所示，本实施例的本体711的内孔直径大于辅助阴极400的直径，上述的弹片712为环本体711的周向均匀、间隔布置的多个。各弹片712由本体711的内壁向内且向本体711的一侧倾斜延伸，其中，向内指的是，各弹片712远离本体711的一端更接近于本体711的轴线，具体的来说，本实施例的各弹片712围成一个直径小于辅助阴极400内径的插孔。

该导电片710套设在辅助阴极400上时，辅助阴极400能够驱使各弹片712向外弹性形变，使辅助阴极400能够穿过各弹片712，而各弹片712能够通过自身的弹性恢复而紧密的与辅助阴极400抵接，从而能够较好的保证辅助阴极400和各弹片712之间的电导通。

各弹片712伸入隔套720的内孔中，从而能够由螺母630压紧隔套720、导电片710和第二夹板620，避免弹片712影响螺母630对第二夹板620的夹紧。

本实施例中，通过设置上述的导电片710和隔套720，能够方便的构成辅助阴极400和负极的等电位连接。需要说明的是，也可将螺母630采用导电体，并将螺母630与负极通道导线进行等电位连接，但在进行工件300的固定或松开时，需要转动螺母630，导线可能会造成一定的不便。

参考图2和图3所示，在第二夹板620背对工件300的一侧上设有至少两个定位柱621；且本体711上设有能够分别套设在各定位柱621上的通孔，隔套720上设有能够分别套设在各定位柱621上的定位孔。

通过设置上述的定位柱621，以及能够套设在定位柱621上通孔和定位孔，一方面，能够避免第二夹板620、导电片710和隔套720的相对转动；也就能够避免导电片710的转动对导电片710和负极之间的导线造成影响，另一方面，能够对隔套720进行径向上的定位，避免隔套720跑偏。

参考图1所示，本实施例的工件固定部为沿挂具100的高度方向间隔布置的多个，以能够使该挂具100能够同时进行多个工件300的硬质氧化，提高效率。

本实施例还提供了一种能够较好的进行内膛中的电解液与电解池的电解液进行交换的结构，具体的来说，本实施例中，参考图1所示，各工件固定部的两个工件固定单元210沿挂具100的高度方向错位布置，使得当工件300固定在工件固定部上后，工件300的轴线和电解液的液面之间具有一定的夹角，该夹角例如可以为15°。

本实施例中，参考图1和图2所示，在第二夹板620上开设有进液孔，并在第一夹板610上开设有出液孔，前述的泵体500的输入端上设有进液管，泵体500的输出端上设有出液管510，进液管的端部伸入电解池的电解液中，出液管510的输出端经进液孔伸入工件300的内膛中。

本实施例中，通过将工件300倾斜布置，当泵体500将电解液经工件300内膛较高的一端输入内膛后，能够更好的使内膛中原有的电解液经出液孔排出，也即电解液能够在内膛中“先进先出”，使内膛中电解液能够进行充分的交换。

本实施例中，上述的工件固定单元210具体是固定在挂具100上的支撑杆，工件300可通过纯铝丝绑紧固定在支撑杆上。

参考图1和图4所示，本实施例的装置还包括至少一个绝缘的支撑件800，支撑件800呈盘状，且支撑件800固定套设在辅助阴极400上，并支撑工件300的内壁。

也即是说，本实施例的支撑件800能够对辅助阴极400的内壁进行支撑，在通过夹板夹紧工件300前，保持工件300和辅助阴极400的相对位置。或者说，该支撑件800能够在夹板和工件300固定前，保证工件300和辅助阴极400的同轴，方便两个夹板对工件300的夹紧固定。

在此基础上，本实施例提供了一种较优结构的支撑件800，具体的来说，参考图4所示，本实施例的支撑件800包括盘体810和若干个支撑块820；其中，盘体810固定套设在辅助阴极400上，各支撑块820分别可拆卸的设于盘体810上，并环辅助阴极400间隔布置，且各支撑块820具有与工件300的内壁贴合的弧形面821。

也即是说，本实施例中，具体是由盘体810固定套设在辅助阴极400上，而各支撑块820可拆卸的固定在盘体810上，并支撑工件300的内壁。通过设置该种结构，能够通过更换不同的支撑块820实现对不同内径工件300的支撑，使该辅助阴极400能够较好的适用于不同内径的工件300。

参考图4所示，盘体810上设有与各支撑块820一一相对的孔组件；各孔组件包括至少两个螺纹孔811，且至少两个螺纹孔811沿盘体810的径向间隔布置；各支撑块820上分别设有长条孔822，长条孔822的长度方向与盘体810的径向平行。

通过设置上述的孔结构，各支撑块820能够通过螺栓方便的可拆卸的固定在盘体810上。

优选的，辅助阴极400的材料优选为钛合金。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于其包括用于安装工件（300）的挂具（100）、设置在工件（300）内的辅助阴极（400）以及用于将电解液泵送到工件（300）内腔的泵体（500），电解液由工件（300）的一端进入到工件（300）内膛，并从另一端排出，所述辅助阴极（400）固定设置在工件（300）内并且与工件（300）绝缘。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于在工件（300）的两端分别设有绝缘的第一夹板（610）和第二夹板（620），辅助阴极（400）安装在第一、第二夹板上，在辅助阴极（400）上设有螺母（630），利用螺母（630）将工件（300）夹持在第一夹板（610）和第二夹板（620）之间。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于在第二夹板（620）和螺母（630）之间设有导电片（710）和隔套（720），辅助阴极（400）依次穿过导电片（710）和隔套（720），所述导电片（710）经由导线与负极等电位连接。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于所述导电片（710）包括呈环状的本体（711）以及设置在本体（711）内侧壁的弹片（712），所述弹片（712）向内倾斜与辅助阴极（400）接触，所述隔套（720）与辅助阴极（400）间隙配合，弹片（712）伸入到隔套（720）内。

5.根据权利要求3或4所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于在第二夹板（620）的外侧壁上设有定位柱（621），所述定位柱（621）依次穿过导电片（710）和隔套（720）实现连接。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于在工件（300）内设有若干个绝缘的支撑件（800），辅助阴极（400）穿过支撑件（800），且支撑件（800）与工件（300）内壁配合。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于所述支撑件（800）包括盘体（810）以及可拆卸的设置在盘体（810）周围的若干个支撑块（820），支撑块（820）的外侧壁与工件（300）的内侧壁相对应，所述盘体（810）套置在辅助阴极（400）上。

8.根据权利要求7所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于在盘体（810）上设有螺纹孔（811），所述螺纹孔（811）设有两个以上且沿盘体（810）的径向设置，在支撑块（820）上设有与螺纹孔（811）相对应的长条孔（822），所述长条孔（822）的长度方向与所述盘体（810）的径向平行。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于所述挂具（100）有两个，所述工件（300）倾斜设置在挂具（100）上，电解液由工件（300）的高处端进入到工件（300）内膛并从工件（300）的低处端排出，并且工件（300）沿挂具（100）的高度方向间隔设有若干个。

10.根据权利要求1所述的一种薄壁长筒类铝合金工件硬质氧化工装，其特征在于所述辅助阴极（400）的材质为钛合金。

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