CN2789279Y - 微弧氧化摩擦式阴极 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微弧氧化摩擦式阴极。该实用新型不受工件尺寸限制、安全有效地进行整个表面或局部表面微弧氧化处理。本实用新型在阴极杆前半部设置循环冷却水套(14)，提高冷却能力。循环冷却水套(14)外壳用硬塑料板，保证电绝缘性良好，内缘用铜或铝金属材料制成，以保证导热导电性良好；在循环冷却水套(14)内位于进水口(20)和出水口(21)之间设置内隔板(15)，延长冷却水在循环冷却水套(14)内的循环路径，充分发挥冷却水的吸热作用。在手柄与循环冷却水套之间设置遮挡飞溅电解液的挡板(16)，避免与操作人员接触，进一步保证安全。

Description

微弧氧化摩擦式阴极

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属表面形成陶瓷层的摩擦式电极装置，尤其是用于微弧氧化法形成陶瓷层的摩擦式阴极。

背景技术

目前，微弧氧化都是将欲陶瓷化保护的工件置于有相应电解液的电解槽中进行相应的表面陶瓷化处理。工件为阳极，接电源正极，不锈钢电解槽或塑料槽内固定不锈钢板为阴极，接电源负极。通过等离子体增强电化学反应、烧结，在铝、镁、钛等金属及其合金表面形成陶瓷层。主要存在两方面问题：一是因微弧氧化电功率高，受电源容量限制，被处理面积不能大，需采取绝缘保护等措施进行分块处理，不仅麻烦，而且衔接处很难处理得好；二是尺寸很大的工件无法置于一般的电解槽中进行微弧氧化处理，而有些情况并不要求对整个工件表面作强化保护。采用类似于金属刷镀的方式，即可解决这些问题。但是，金属刷镀摩擦式电极通常为阳极，电压低(通常不高于36V)，操作安全，发热量也比较小，改变极性也可用于普通阳极氧化。微弧氧化与金属电镀极性相反，工件是阳极。若直接借用现有的金属刷镀阳极，在微弧氧化中作为摩擦式阴极，原理上讲是可以的，但在实际微弧氧化工艺操作上存在安全性差、散热能力明显不足等技术问题。主要原因是微弧氧化电压高(一般高达500伏左右)、放热量大。尽管有一部分热量已通过电解液散失，但是，高的功率输入，从工件表面等离子体电化学反应、脉冲熔融烧结时产生的、近距离传给阴极的、以及阴极自身产生的热量，仅靠面积有限的金属散热器上空气自然对流，不足以达到满意的散热效果，或者对阴极杆上的塑料配件产生热损伤，或者过热的手柄使操作者有一种不舒服的感觉；裸露的金属散热器易发生触电；在手柄前方不设遮挡装置，若电解液发生飞溅或冷却水套密封不严而有少量水泄漏，则是另一个安全隐患。

发明内容

为了解决现有微弧氧化技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种摩擦式阴极，在阴极杆上设置外绝缘循环冷却水套、电解液挡板等，以保证良好散热和安全操作条件。在微弧氧化时，采用本实用新型摩擦式阴极，可以在电源或电解槽容量不足的情况下，安全有效地实现大尺寸工件的整个表面或局部表面的微弧氧化处理。

本实用新型要解决的技术问题所采取的技术方案：设置外壳为绝缘塑料的冷却水套，提高散热能力和安全性；设置电解液挡板防止电解液飞溅或冷却水套密封不严而有少量水泄漏，弄湿手套和手柄，进一步提高安全性，使本实用新型摩擦式阴极更安全、更有效地用于大尺寸工件的整个表面或局部表面微弧氧化陶瓷化处理。本实用新型摩擦式阴极与金属刷镀阳极的差别主要在电极杆上。因为是阴极，不存在电极材料向电解液中电解溶解问题，所以对阴极头材料的选用比金属刷镀阳极头要求的低，凡是金属刷镀能用的阳极头材料，都可以用来制作微弧氧化阴极头。在摩擦式阴极杆前部，即靠近阴极头的这一段上设置循环冷却水套，循环冷却水套外形为圆柱形更合适，由硬聚氯乙烯塑料制成，以保证安全，内缘用铜或铝金属材料制成，以保证良好的导热导电性。进出水口均设在摩擦式阴极的下侧。因左端温度较高，所以左者为进水口，右者为出水口。循环冷却水套内设置一上端前后连通的内隔板，延长冷却水在循环冷却水套内的循环路径，充分发挥冷却水的吸热作用。在循环冷却水套和绝缘手柄之间设置一块遮挡电解液飞溅的挡板，挡板的厚度为3-5mm，直径约100mm即可。

本实用新型的有益效果是：在电源或电解槽容量不足的情况下，安全有效地实现了大尺寸工件的整个表面或局部表面的微弧氧化处理。另外，由于摩擦式阴极与阳极工件接触位置不断改变，陶瓷化反应部位不断有新的电解液补充，保证与电解液平均成分接近；配合循环冷却水，使热量充分的散失，不仅避免阴极杆及其塑料配件过热，还减轻了对电解液的热损伤，从而保证电解液稳定、陶瓷层质量稳定；阴极头包套选用耐磨性耐热性良好的尼龙网，即延长包套使用周期，还因其对工件表面的摩擦作用而降低了陶瓷层表面粗糙度。

附图说明

图1为金属刷镀进行微弧氧化的工作原理图；

图2为微弧氧化摩擦式阴极结构图。

在图1、图2中，1.电接触器，2.电解液回收槽，3.工件(阳极)，4.注液管，5.阴极头，6.阴极头包套，7.背帽，8.散热器，9.绝缘手柄，10.电源，11.阴极连接螺柱，12.螺钉，13.塑料帽，14.循环冷却水套，15内隔板，16.挡板，17.换热体，18.绝缘手柄外套，19.导电杆，20.进水口，21.出水口。

具体实施方式

在图2所示的实施例中，阴极头5与阴极连接螺柱11、阴极连接螺柱11与散热体17、散热体17与导电杆19均采用螺纹连接。插上电源阴极电缆接头，就在阴极头5与电源10负极之间形成一个导电通道。将冷却循环水套外壳14、挡板16、绝缘手柄外套18以及背帽7等配件按图示位置装配完好，就形成了一个完整的微弧氧化摩擦式阴极。其中，循环冷却水套14的外壳用硬塑料板制成，其内缘用铜金属制成。循环冷却水套14外壳与内缘用螺钉连接，之间用橡胶密封圈密封，螺钉上设置塑料帽。工件3与电源10正极相连，通过注液管4向阴极包套6注入微弧氧化电解液。设定好微弧氧化工艺规范，启动电源10，操作阴极，使饱含电解液的阴极头及包套在欲被陶瓷化的工件表面以一定速度相对摩擦运动，即可进行微弧氧化处理。进水口20进冷水，经过内隔板15左侧换热体吸热后到达循环冷却水套14上部，从内隔板15上端与循环冷却水套14内表面之间的通道流入内隔板15右侧，向下经过换热体17二次吸热后，从出水口21流出，保持阴极温度处于较低水平。挡板16隔离飞溅的电解液或循环冷却水套14密封不严而少量泄漏的水，使手套及手柄总处于干燥状态。

在应用本实用新型时，可根据手动或机床带动以及实际需要，改变阴极杆及其装配的各配件的尺寸和形状。

Claims (3)

1.一种微弧氧化摩擦式阴极，包括阴极头(5)、阴极头包套(6)、背帽(7)、绝缘手柄(9)、阴极连接螺柱(11)、导电杆(19)和电源(10)组成，其特征是：在换热体(17)上设置循环冷却水套(14)，循环冷却水套(14)设置进水口(20)和出水口(21)，绝缘手柄(9)与循环冷却水套(14)之间设置挡板(16)，在循环冷却水套(14)内位于进水口(20)和出水口(21)之间设置内隔板(15)。

2.根据权利要求1所述的微弧氧化摩擦式阴极，其特征是：循环冷却水套(14)的外壳用硬塑料板制成，其内缘用铜或铝金属材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的微弧氧化摩擦式阴极，其特征是：循环冷却水套(14)外壳与内缘用螺钉连接，之间用橡胶密封圈密封，螺钉上设置塑料帽。