RU1759041C - Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating - Google Patents
Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU1759041C RU1759041C SU4875959A RU1759041C RU 1759041 C RU1759041 C RU 1759041C SU 4875959 A SU4875959 A SU 4875959A RU 1759041 C RU1759041 C RU 1759041C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- thyristor
- capacitors
- control system
- Prior art date
Links
- 0 CCC(C)*CN Chemical compound CCC(C)*CN 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для электролитической обработки поверхности металлов и сплавов с целью получения оксидных покрытий для повышения коррозионной и износостойкости, теплостойкости, а также электроизоляционных и декоративных покрытий и для других целей и может быть использовано в машиностроении, авиационной, химической, радиоэлектронной промышленности и медицине. The invention relates to equipment for electrolytic surface treatment of metals and alloys with the aim of obtaining oxide coatings to increase corrosion and wear resistance, heat resistance, as well as electrical insulating and decorative coatings and for other purposes, and can be used in mechanical engineering, aviation, chemical, electronic industry and medicine.
Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет независимого регулирования выходных параметров анодного и катодного тока и напряжения. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities due to the independent regulation of the output parameters of the anode and cathode current and voltage.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма напряжений. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device; in FIG. 2 is a stress diagram.
Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов содержит источник питания с двумя клеммами 1 и 2, ванну 3 для электролита 4, токоподвод 5 для оксидируемой детали, два блока 6 и 7 конденсаторов, два полупроводниковых вентиля 8 и 9, два тиристора 10 и 11, четырехканальный блок 12 циклирования режимов и систему 13 управления. Блок 12 циклирования режимов представляет собой реле времени с четырьмя независимыми каналами регулирования включения соответствующего режима на период от 0,1 до 100 с. Предварительно на каждом из четырех каналов устанавливается свой вид режима: анодный (А), катодный (К), анодно-катодный (А-К) или пауза (П) и его длительность, и далее блок работает как автоматический переключатель с канала на канал по схеме 1-2-3-4-1..... через соответствующие интервалы времени. Система 13 управления, сделанная на базе СИФУ (система импульсно-фазового управления), во-первых, задает углы открытия тиристоров 10 и 11, что в свою очередь определяет высоту переднего фронта выходного катодного и анодного напряжения соответственно в диапазоне от 0 до 1080 в (при питающем напряжении 380 В, 50 Гц). Во-вторых, система 13 управления предусматривает запирание тиристора 10 при работе в чисто анодном режиме и обоих тиристоров - в режиме паузы. В-третьих, система 13 управления обеспечивает невозможность одновременного нахождения в открытом состоянии обоих тиристоров 10 и 11 во избежание короткого замыкания по цепи: блок 7 конденсаторов - тиристор 11 - тиристор 10 - блок 6 конденсаторов и, как следствие, выхода из строя тиристоров. A device for microarc oxidation of metals and alloys contains a power source with two terminals 1 and 2, a bath 3 for electrolyte 4, a current lead 5 for an oxidizable part, two blocks 6 and 7 of capacitors, two semiconductor valves 8 and 9, two thyristors 10 and 11, four-channel block 12 cycling modes and the control system 13. Block 12 cycling modes is a time relay with four independent channels for regulating the inclusion of the corresponding mode for a period from 0.1 to 100 s. Previously, each of the four channels has its own type of mode: anodic (A), cathodic (K), anodic-cathodic (AK) or pause (P) and its duration, and then the unit works as an automatic switch from channel to channel by circuit 1-2-3-4-1 ..... at appropriate time intervals. The control system 13, made on the basis of SIFU (pulse-phase control system), first, sets the opening angles of the thyristors 10 and 11, which in turn determines the height of the leading edge of the output cathode and anode voltage, respectively, in the range from 0 to 1080 V ( at a supply voltage of 380 V, 50 Hz). Secondly, the control system 13 provides for locking the thyristor 10 when operating in purely anode mode and both thyristors in pause mode. Thirdly, the control system 13 makes it impossible for both thyristors 10 and 11 to be simultaneously in the open state in order to avoid a short circuit: the capacitor block 7 — thyristor 11 — thyristor 10 — capacitor block 6 and, as a result, thyristors fail.
Корпус ванны 3 для электролита 4 соединен с первой клеммой 1 источника питания, вторые обкладки обоих блоков 7 и 6 конденсаторов соединены с второй клеммой 2 источника питания, первые обкладки первого блока 6 конденсаторов соединены с анодом второго вентиля 8 и катодом первого тиристора 10, первые обкладки второго блока 7 конденсаторов соединены с катодом второго вентиля 9 и анодом второго тиристора 11, катод первого и анод второго вентилей 8 и 9 соединены с первой клеммой 1 источника питания, анод первого и катод второго тиристоров 10 и 11 соединены с токоподводом 5 для детали, управляющие электроды тиристоров 10 и 11 соединены с выходом системы 13 управления, а блок 12 циклирования режимов соединен с выходом системы 13 управления. The body of the bath 3 for electrolyte 4 is connected to the first terminal 1 of the power source, the second plates of both blocks 7 and 6 of the capacitors are connected to the second terminal 2 of the power source, the first plates of the first block 6 of capacitors are connected to the anode of the second valve 8 and the cathode of the first thyristor 10, the first plates the second block 7 of capacitors are connected to the cathode of the second valve 9 and the anode of the second thyristor 11, the cathode of the first and the anode of the second valves 8 and 9 are connected to the first terminal 1 of the power supply, the anode of the first and the cathode of the second thyristors 10 and 11 are connected with a current supply 5 for the part, the control electrodes of the thyristors 10 and 11 are connected to the output of the control system 13, and the mode cycling unit 12 is connected to the output of the control system 13.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Предварительно на каждом из четырех каналов блока 12 циклирования режимов выставляют вид режима - анодно-катодный, анодный, катодный или паузу и время работы каждого. На каждом из блоков 6 и 7 конденсаторов устанавливают соответствующее значение емкости С1 и С2; С1 пропорционально величине катодного тока Ik, С2 - анодного тока Iа. На панели системы 13 управления выставляют высоту переднего фронта выходного соответственно катодного и анодного напряжения. Затем на клеммы 1 и 2 источника питания подают переменное напряжение 380 В, 50 Гц (амплитудное значение +540 В).Preliminarily, on each of the four channels of the mode cycling unit 12, a mode type is set - anode-cathode, anode, cathode or pause, and each operating time. On each of the blocks 6 and 7 of the capacitors set the corresponding value of the capacitance C 1 and C 2 ; C 1 is proportional to the value of the cathode current I k , C 2 is the anode current I a . The height of the leading edge of the output cathode and anode voltage, respectively, is set on the panel of the control system 13. Then, an alternating voltage of 380 V, 50 Hz (amplitude value +540 V) is supplied to terminals 1 and 2 of the power source.
При работе устройства в анодно-катодном режиме в начальный период времени от 0 до а (см. фиг. 2) идет зарядка через вентиль 9 второго блока 7 конденсаторов (анодного) до максимального значения напряжения Uс2 (+540 В). В период от а до с напряжение на ванне Uв начинает уменьшаться от +540 В до -540 В, а напряжение Uс2 остается постоянным до момента А - открытия тиристора 11, заданного через его управляющий электрод с выхода системы 13 управления, после чего происходит анодный разряд через тиристор 11 и токоподвод 5 для детали при напряжении Uа = Uс2 - Uв (от 0 до 1080 В). В это же время, в период от b до с идет зарядка через вентиль 8 первого блока 6 конденсаторов (катодного) до напряжения Uс1 (-540 В). В период от с до е напряжение на ванне начинает увеличиваться от -540 до +540 В, а напряжение Uс1 остается постоянным до момента В - открытия тиристора 10, заданного через его управляющий электрод с выхода системы 13 управления, после чего происходит катодный разряд через тиристор 10 и токоподвод 5 для детали при напряжении Uк = Uc1 - Uв (от 1080 В до 0). В этот же период времени после окончания анодного разряда и выравнивания значений Uc2 и Uв снова идет зарядка второго блока 7 конденсаторов через вентиль 9 до напряжения Uс2 и так далее.When the device is operating in the anode-cathode mode in the initial period of time from 0 to a (see Fig. 2), charging is performed through valve 9 of the second block 7 of capacitors (anode) to the maximum voltage value U c2 (+540 V). In the period from a to c, the voltage on the bath U in begins to decrease from +540 V to -540 V, and the voltage U c2 remains constant until the moment A - thyristor 11 is opened, set through its control electrode from the output of the control system 13, after which anode discharge through the thyristor 11 and the current feeder 5 for details at a voltage U a = U c2 - U in (from 0 to 1080 V). At the same time, during the period from b to c is charging through the valve 8 of the first capacitor unit 6 (cathode) to the U c1 voltage (-540 V). In the period from c to e, the voltage on the bath begins to increase from -540 to +540 V, and the voltage U c1 remains constant until the moment B opens the thyristor 10, specified through its control electrode from the output of the control system 13, after which a cathode discharge occurs thyristor 10 and current lead 5 for the part with voltage U к = U c1 - U в (from 1080 V to 0). In the same period of time after the end of the anode discharge and the alignment of the values of U c2 and U in, the second block of capacitors 7 is again charged through the valve 9 to the voltage U c2 and so on.
Таким образом, параллельно идут два процесса: зарядка одного из блоков конденсаторов до амплитудного значения напряжения через соответствующий вентиль и разрядка другого блока конденсаторов, заряженного в предшествующий полупериод, через соответствующий тиристор и деталь в момент времени, заданный углом открытия тиристора с помощью системы 13 управления. При этом катодный ток разряда Iк пропорционален установленной емкости первого блока 6 конденсаторов, а анодный ток разряда Iа - установленной емкости второго блока 7 конденсаторов.Thus, two processes go in parallel: charging one of the capacitor banks to the amplitude value of the voltage through the corresponding valve and discharging the other capacitor bank charged in the previous half-cycle through the corresponding thyristor and part at a time specified by the opening angle of the thyristor using the control system 13. In this case, the cathodic discharge current I k is proportional to the installed capacitance of the first capacitor block 6, and the anode current of the discharge I a is proportional to the installed capacitance of the second capacitor block 7.
При работе устройства в чисто анодном режиме система 13 управления, получив сигнал с блока 12 циклирования режимов, запирает тиристор 10 постоянно - на протяжении всего времени, отведенного на катодный режим. В результате работает только анодная ветвь устройства. В начальный период времени от 0 до а идет зарядка через вентиль 9 второго анодного блока 7 конденсаторов, а в период от а до с анодный блок разряжается через тиристор 11 и токоподвод 5 для детали в нужный момент. От с до е после окончания разряда и выравнивания Uв и Uс2 вновь идет зарядка второго блока 7 конденсаторов и так далее. Первый блок 6 конденсаторов заряжается один раз в период времени от b до с через вентиль 8, но разрядиться не может, так как тиристор 10 заперт, и остается в таком состоянии, катодный ток равен нулю. В данном случае реализуется анодный режим работы известного устройства.When the device is operating in a purely anode mode, the control system 13, having received a signal from the mode cycling unit 12, locks the thyristor 10 constantly - throughout the entire time allotted to the cathode mode. As a result, only the anode branch of the device works. In the initial period of time from 0 to a, charging takes place through the valve 9 of the second anode block 7 of the capacitors, and in the period from a to c the anode block is discharged through the thyristor 11 and the current supply 5 for the part at the right time. From c to e after the end of the discharge and the equalization of U in and U c2 , the second block 7 of capacitors is again charging and so on. The first block 6 of capacitors is charged once in a period of time from b to c through the valve 8, but cannot be discharged, since the thyristor 10 is locked, and remains in this state, the cathode current is zero. In this case, the anode mode of operation of the known device is realized.
При работе устройства в чисто катодном режиме система 13 управления, получив сигнал с блока 12 циклирования режимов, запирает тиристор 11 постоянно на протяжении всего времени, отведенного на катодный режим. В результате работает описанным выше образом только катодная ветвь устройства. Второй (анодный) блок 7 конденсаторов заряжается один раз в начальный момент времени от 0 до а и не разряжается далее, анодный ток равен нулю. В данном случае реализуется катодный режим работы известного устройства. When the device is operating in pure cathode mode, the control system 13, having received a signal from the mode cycling unit 12, locks the thyristor 11 continuously throughout the entire time allotted to the cathode mode. As a result, only the cathode branch of the device operates in the manner described above. The second (anode) block 7 of capacitors is charged once at the initial time from 0 to a and is not discharged further, the anode current is zero. In this case, the cathodic mode of operation of the known device is realized.
При работе устройства в режиме паузы система 13 управления, получив сигнал с блока 12 циклирования режимов, запирает оба тиристора 10 и 11 на протяжении всего времени, отведенного на этот режим. Оба блока 6 и 7 конденсаторов заряжаются один раз и в таком состоянии остаются запертыми, и ток через токоподвод 5 для детали равен нулю как в катодном, так и в анодном направлении. When the device is in pause mode, the control system 13, having received a signal from the mode cycling unit 12, locks both thyristors 10 and 11 throughout the entire time allotted for this mode. Both blocks 6 and 7 of the capacitors are charged once and in this state remain locked, and the current through the current supply 5 for the part is zero both in the cathode and in the anode direction.
Четырехканальный блок 12 циклирования, автоматически последовательно переключаясь с канала на канал через заданные промежутки времени (от 0,1 до 100 с) по схеме 1-2-3-4-1..., задает режим работы системы 13 управления, подавая сигнал на ее вход, в каждом из промежутков, а она в свою очередь с выхода, управляя тиристорами 10 и 11, - режим работы устройства в эти промежутки и выходные параметры катодного и анодного напряжения. Поскольку на каждом из каналов устанавливается любой из режимов: А, К, А-К или П, то можно скомбинировать произвольную последовательность, в том числе и постоянные режимы работы устройства: А, К или А-К, выставив их на всех четырех каналах блока циклирования. Границы интервалов циклирования 0,1-100 с определены экспериментально как предельные, ниже 0,1 с система не успевает реагировать, выше 100 с - необратимо перестраивается. The four-channel cycling unit 12, automatically sequentially switching from channel to channel at predetermined time intervals (from 0.1 to 100 s) according to the scheme 1-2-3-4-1 ..., sets the operation mode of the control system 13 by applying a signal to its input, in each of the gaps, and it, in turn, from the output, controlling thyristors 10 and 11, is the operation mode of the device in these gaps and the output parameters of the cathode and anode voltage. Since each of the channels is set to any of the modes: A, K, AK, or P, it is possible to combine an arbitrary sequence, including constant modes of operation of the device: A, K, or AK, setting them on all four channels of the block cycling. The boundaries of the cycling intervals of 0.1-100 s are determined experimentally as limiting, below 0.1 s the system does not have time to react, above 100 s it is irreversibly rebuilt.
Таким образом, предлагаемое устройство значительно расширяет технологические возможности, а именно устройство благодаря тому, что в схеме предусмотрены автономные анодный и катодный блоки конденсаторов, в отличие от известных, позволяет вести обработку одной детали при любом соотношении катодного и анодного токов без потерь энергии на разрядном сопротивлении;
наличие в схеме устройства четырехканального блока циклирования режимов позволяет реализовать произвольную комбинацию четырех режимов: анодно-катодного, анодного, катодного и паузы. Это значительно расширяет технологические возможности, поскольку позволяет устойчиво вести процесс на невентильных металлах и сплавах, а также на деталях сложной формы, в многокомпонентных электролитах;
поскольку зарядка и катодного, и анодного блока конденсаторов идет напрямую от клеммы источника питания, это позволяет повышать максимальное значение напряжения в любом режиме работы устройства;
применение тиристоров с системой управления углами их открытия дает возможность независимого регулирования выходных параметров катодного и анодного напряжений в широких пределах, а именно высоты переднего фронта, что позволяет резко сократить время зажигания разряда, снизить вероятность образования дефектных слоев и расширить поле применения микродугового оксидирования для формирования защитных покрытий на новых материалах.Thus, the proposed device significantly expands the technological capabilities, namely, the device due to the fact that the circuit provides autonomous anode and cathode blocks of capacitors, unlike the known ones, allows processing of one part at any ratio of the cathode and anode currents without energy loss at the discharge resistance ;
the presence in the device circuit of a four-channel mode cycling unit allows you to implement an arbitrary combination of four modes: anode-cathode, anode, cathode and pause. This greatly expands the technological capabilities, since it allows the process to be stably conducted on non-vent metals and alloys, as well as on complex shaped parts, in multicomponent electrolytes;
since the charging of both the cathode and anode block of capacitors goes directly from the terminal of the power source, this allows you to increase the maximum voltage value in any mode of operation of the device;
the use of thyristors with a control system for the angles of their opening makes it possible to independently control the output parameters of the cathode and anode voltages over a wide range, namely, the height of the leading edge, which can drastically reduce the ignition time of the discharge, reduce the probability of formation of defective layers and expand the field of application of microarc oxidation to form protective coatings on new materials.
Перечисленные выше возможности устройства позволяют выйти за круг вентильных металлов и их сплавов при микродуговом оксидировании на другие металлы и сплавы. The above capabilities of the device allow you to go beyond the range of valve metals and their alloys during microarc oxidation to other metals and alloys.
Так, например, применение предлагаемого устройства позволяет проводить микродуговое оксидирование латуни и стали и получать на них диэлектрические покрытия. So, for example, the use of the proposed device allows microarc oxidation of brass and steel and receive dielectric coatings on them.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4875959 RU1759041C (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4875959 RU1759041C (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1759041C true RU1759041C (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=30441972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4875959 RU1759041C (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1759041C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515732C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for micro-arc oxide formation |
-
1990
- 1990-10-19 RU SU4875959 patent/RU1759041C/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1339818, кл. H 02M 5/257, 1987. * |
| Авторское свидетельство СССР N 1624060, кл. C 25D 11/12, 1989. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515732C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for micro-arc oxide formation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5286360A (en) | Apparatus for coating a substrate, especially with electrically nonconductive coatings | |
| JP4028892B2 (en) | Method and circuit arrangement for generating current pulses for electrolytic metal deposition | |
| US4839002A (en) | Method and capacitive discharge apparatus for aluminum anodizing | |
| EP0954876A1 (en) | Process and system for operating magnetron discharges | |
| JPH10507869A (en) | Method and circuit for supplying bipolar pulsed energy to low pressure plasma | |
| US4181541A (en) | Thermochemical treatment system and process | |
| RU1759041C (en) | Apparatus for metals and alloys microarc weld oxide coating | |
| US4774449A (en) | Transformerless battery charger in combination with a battery, and method of charging a battery | |
| JPH028038B2 (en) | ||
| JPS6357513B2 (en) | ||
| RU2027292C1 (en) | Converter of the alternating voltage into the asymmetric alternating one | |
| RU2083731C1 (en) | Device for microarc oxidation of metals and alloys | |
| RU2181392C1 (en) | Apparatus for micro arc oxidation of metals and alloys thereof | |
| SU1624060A1 (en) | Apparatus for microdischarge oxidation of rectifier metals and alloys | |
| US4743806A (en) | Process and arrangement to irradiate solid state materials with ions | |
| US3996125A (en) | Apparatus for electrolytically processing aluminium material | |
| SU990891A1 (en) | Apparatus for supplying electroplating baths with pulsed current | |
| JPH0230426A (en) | Electric power supply device for electrolytic finish machining | |
| RU2775987C1 (en) | Apparatus for micro-arc oxidation of products made of metals and alloys | |
| SU450263A1 (en) | Device for forming battery plates | |
| SU538839A1 (en) | AC arc power source | |
| SU1073028A1 (en) | Apparatus for arc welding with short circuits of arc gap | |
| RU2515732C1 (en) | Device for micro-arc oxide formation | |
| SU1723210A1 (en) | Device for supply of electroplating bath with periodic current | |
| SU371047A1 (en) | 6C? SO: OZNAG |