SU1700108A1 - Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys - Google Patents

Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys Download PDF

Info

Publication number
SU1700108A1
SU1700108A1 SU884464082A SU4464082A SU1700108A1 SU 1700108 A1 SU1700108 A1 SU 1700108A1 SU 884464082 A SU884464082 A SU 884464082A SU 4464082 A SU4464082 A SU 4464082A SU 1700108 A1 SU1700108 A1 SU 1700108A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
control system
analog
controlled
Prior art date
Application number
SU884464082A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Антоновна Лопатина
Александр Владимирович Тимощенко
Борис Калинович Опара
Инна Мартыновна Саликова
Александр Евгеньевич Краснопольский
Original Assignee
Московский институт стали и сплавов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт стали и сплавов filed Critical Московский институт стали и сплавов
Priority to SU884464082A priority Critical patent/SU1700108A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1700108A1 publication Critical patent/SU1700108A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/026—Anodisation with spark discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/005—Apparatus specially adapted for electrolytic conversion coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  гальванотехники. Цель изобретени  - повышение КПД и расширение технологических режимов. Устройство содержит емкость 1 с электролитом 2, первый и второй разр дные электроды 3,4,датчик 5 температуры , истопник 6 питани , трансформатор 7 повышающий с вторичной обмоткой, разделенной на две секции, два управл емых мостовых выпр мител  8, дроссель 9, токоограничивающий фильтр 10 низких частот , вентиль 11, неуправл емый резонансный контур 12 из емкости и индуктивности, емкостный накопитель 13 энергии, управл емый разр дный коммутатор 14 датчик 15 обратной св зи по напр жению, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 16, 17 (АЦП), микропроцессорную систему управлени  18, усилитель-формирователь 19 импульсов, Повышение КПД до 0,8 и расширение технологических режимов достигаетс  введением в данное устройство датчика обратной св зи, двух аналого-цифровых преобразователей, микропроцессор- ной системы управлени , усилител -формировател  импульсов, токо- ограничивающего дроссел , фильтра низких частот, неуправл емого вентил , резонансного контура, управл емого разр дкой коммутатора. 1 ил.The invention relates to equipment for electroplating. The purpose of the invention is to increase the efficiency and expansion of technological regimes. The device contains a capacitor 1 with electrolyte 2, the first and second discharge electrodes 3,4, a temperature sensor 5, a power supply stoker 6, a step-up transformer 7 with a secondary winding divided into two sections, two controlled bridge rectifiers 8, a choke 9, a current-limiting 10 low-pass filter, valve 11, uncontrolled resonant circuit 12 from the capacitance and inductance, capacitive energy storage 13, controlled discharge switch 14, voltage feedback sensor 15, first and second analog-to-digital converters 16, 17 (ADC ), m Cropprocessor control system 18, amplifier-shaper 19 pulses, Efficiency increase up to 0.8 and expansion of technological modes is achieved by the introduction of two analog-digital converters, microprocessor control system, pulse-forming amplifier, current amplifier into this device limiting throttle, low pass filter, uncontrolled valve, resonant circuit, controlled discharge switch. 1 il.

Description

оabout

0000

Изобретение относитс  к оборудованию дл  гальванотехники, а именно к устройствам оксидировани  металлов и сплавов в электролите, и предназначаетс  дл  использовани  при упрочнении изделий. Цель изобретени -повышение КПД устройства и расширение технологических режимов .The invention relates to equipment for electroplating, namely, devices for the oxidation of metals and alloys in an electrolyte, and is intended for use in the strengthening of products. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device and the expansion of technological modes.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства микродугового оксидировани  металлов и сплавов.The drawing shows a functional diagram of a microarc oxidation of metals and alloys.

Устройство содержит емкость 1 с электролитом 2, первый и второй разр дные электроды 3,4, датчикб температуры, источник б питани , повышающий трансформатор 7 с вторичной обмоткой, разделенной на две секции, два управл емых мостовых выпр мител  8, токоограничивающий дроссель 9, фильтр 10 низких частот, неуправл емый вентиль 11, резонансный контур 12 из емкости и индуктивности, емкостный накопитель 13 энергии, управл емый разр дный коммутатор 14, датчик 15 обратной св зи по напр жению, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 16, 17 (АЦП), микропроцессорную систему 18 управлени  (МСУ), усилитель-формирователь 19 импульсов (УФИ).The device contains a tank 1 with electrolyte 2, the first and second discharge electrodes 3,4, a temperature sensor, a power supply b, a step-up transformer 7 with a secondary winding divided into two sections, two controllable bridge rectifiers 8, a current-limiting choke 9, a filter 10 low frequencies, uncontrolled valve 11, resonant circuit 12 of capacitance and inductance, energy capacitive drive 13, controlled discharge switch 14, voltage feedback sensor 15, first and second analog-to-digital converters 16, 17 (ADC mik oprotsessornuyu control system 18 (LSG), amplifier 19, pulse shaper (FIM).

В емкость 1 с электролитом 2 помещены первый 3 и второй 4 разр дные электроды, а также датчик 5 те тературы, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразовател  17, выход которого подсоединен к соответствующим входам микропроцессорной системы 18 управлени , соответствующие выходы которой соединены с усилителем-формирователем 19 импульсов, при этом выход источника 6 питани  подсоединен к первичной обмотке трансформатора 7, а вторична  обмотка трансформатора 7 разделена на две секции, перва  из которых одним выводом соединена с входом токоограничивающего дроссел  9, выход которого подключен к первому входу первого мостового управл емого выпр мител  8, управл емые входы которого соединены с выходом усилител - формировател  19 импульсов, при этом второй вывод первой секции трансформатора 7 соединен с вторым входом первого выпр мител  8, первый выход которого подсоединен к фильтру 10 низких частот и к аноду вентил  11 неуправл емого, а второй выход соединен с вторым разр дным электродом 4, с фильтром 10 низких частот, с вторым входом датчика 15 напр жени , с емкостным накопителем 13 энергии и с вторым выходом второго выпр мител  8, управл емые входы которого соединены с выходом усилител -формировател  19 импульсовThe first 3 and second 4 discharge electrodes are placed in the electrolyte tank 1 and the temperature sensor 5, the output of which is connected to the input of the analog-digital converter 17, the output of which is connected to the corresponding inputs of the microprocessor control system 18, the corresponding outputs of which are connected to pulse shaping amplifier 19, while the output of power supply 6 is connected to the primary winding of the transformer 7, and the secondary winding of the transformer 7 is divided into two sections, the first of which is connected by one output with the input of a current-limiting droplet 9, the output of which is connected to the first input of the first bridge controlled rectifier 8, the controlled inputs of which are connected to the output of the amplifier - pulse former 19, while the second output of the first section of the transformer 7 is connected to the second input of the first rectifier 8, the first output of which is connected to the low-frequency filter 10 and to the anode of the uncontrolled valve 11, and the second output is connected to the second discharge electrode 4, to the low-pass filter 10, to the second input of the voltage sensor 15, to the capacitive The energy storage device is 13 m and with the second output of the second rectifier 8, the controlled inputs of which are connected to the output of the shaping amplifier 19 pulses

при этом катод вентил  11 соединен с первым разр дным электродом 3, с выходом разр дного коммутатора 14 и с датчиком обратной св зи по напр жению, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразовател  16, выход которого соединен с соответствующими входами микропроцессорной системы 18 управлени , при этом втора  секци  трансформато0 ра 7 одним выводом соединена с последовательным резонансным контуром 12 из емкости и индуктивности, выход которого соединен с первым входом второго выпр мител  8, а второй вывод второй секцииthe cathode of the valve 11 is connected to the first discharge electrode 3, to the output of the discharge switch 14 and to a voltage feedback sensor, the output of which is connected to the input of the analog-digital converter 16, the output of which is connected to the corresponding inputs of the microprocessor control system 18 , while the second section of transformer 7 is connected by one output to a series resonant circuit 12 from the capacitance and inductance, the output of which is connected to the first input of the second rectifier 8, and the second output of the second section

5 трансформатора 7 соединен с вторым входом второго выпр мител  8, первый выход которого подсоединен к емкостному накопителю 13 энергии и входу разр дного коммутатора 14, управл емый вход которого5 of the transformer 7 is connected to the second input of the second rectifier 8, the first output of which is connected to the capacitive energy store 13 of the energy and the input of the discharge switch 14, the controlled input of which

0 подсоединен к усилителю-формирователю 19 импульсов.0 is connected to the amplifier-shaper 19 pulses.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В микропроцессорную систему 18 уп5 равлени  заноситс  программа управлени  и контрол  режимами микродугового оксидировани : температура электролита, при которой производитс  оксидирование металлов и сплавов в импульсном режиме, не0 обходимое напр жение емкостного накопител  энергии, управление временем открыти  и закрыти  коммутатора разр дного и управл емых выпр мителей. В на- чальный момент времени подаютс The microprocessor control system 18 enters the program for controlling and controlling the microarc oxidation modes: the electrolyte temperature at which the metals and alloys are oxidized in a pulsed mode, the required voltage of the capacitive energy storage, the control of the opening and closing time of the switch of the discharge and controlled extractors . At the start time

5 переменное напр жение от источника 6 питани  на первичную обмотку трансформатора 7 и управл ющие импульсы на управл емый выпр митель 8 от системы 18 управлени  через усилитель-формирова0 тель 19 импульсов. При этом на разр дных электродах 3, 4 имеют посто нный ток. Дл  ограничени  пускового тока последовательно с управл емым выпр мителем 8 включен дроссель 9.5 alternating voltage from the power source 6 to the primary winding of the transformer 7 and control pulses to the controlled rectifier 8 from the control system 18 via the amplifier-generator 19 pulses. At the same time, the discharge electrodes 3, 4 have a constant current. To limit the starting current in series with the controlled rectifier 8, a choke 9 is turned on.

5 При протекании посто нного тока температура электролита 2 увеличиваетс  и сигнал , пропорциональный температуре электролита 2, снимаетс  с помощью датчика 5 температуры и подаетс  на вход анало0 го-цифрового преобразовател  17. С выхода последнего код числа передаетс  по шине данных на вход системы 18 управлени , где сравниваетс  с заданной температурой электролита. В момент, когда разность меж5 ду выходной температурой электролита 2 с датчика 5 температуры и температурой, установленной режимом микродугового окси- дировани , равна нулю, система 18 управлени  выдает управл ющие сигналы на открытие управл емого второго выпр мител  8 через усилитель-формирователь 19 импульсов.5 When DC current flows, the temperature of the electrolyte 2 increases and a signal proportional to the temperature of the electrolyte 2 is detected by the temperature sensor 5 and fed to the input of the analog-digital converter 17. From the last output, a number code is transmitted via the data bus to the input of the control system 18, where it is compared with a given electrolyte temperature. At the moment when the difference between the output temperature of the electrolyte 2 from the temperature sensor 5 and the temperature set by the microarc oxidation mode is zero, the control system 18 generates control signals for opening the controllable second rectifier 8 through the pulse shaping amplifier 19.

Сигнал, пропорциональный напр жению на емкостном накопителе 13 энергии, снимаетс  с помощью датчика 15 обратной св зи по напр жению и подаетс  на вход аналого-цифрового преобразовател  16. С выхода последнего код числа передаетс  по шине данных на вход системы 18 управлени , где сравниваетс  с необходимым напр жением на накопителе 13.A signal proportional to the voltage on the capacitive energy storage 13 is removed by the feedback sensor 15 on voltage and fed to the input of the analog-digital converter 16. From the output of the latter, the number code is transmitted via the data bus to the input of the control system 18, which is compared to the required voltage on the drive 13.

В момент времени, когда разность между выходным напр жением управл емого второго выпр мител  8 и напр жением на емкостном накопителе 13 энергии равна нулю , с системы 18 управлени  через усилитель-формирователь 19 прекращаетс  подача управл ющих импульсов на управл емый первый выпр митель 8 и выдаетс  сигнал на открытие коммутатора 14. При этом на разр дные электроды 3, 4 подаютс  импульсы тока, а микродуговое оксидирование металлов и сплавов производитс  в импульсном режиме со стабилизацией температуры электролита 2. Причем частота электролитной плазмы регулируетс  частотой коммутации коммутатора 14. Дл  сокращени  времени зар да емкостного накопител  13 энергии включен последовательный резонансный контур 12 из емкости и индуктивности.At the point in time when the difference between the output voltage of the controlled second rectifier 8 and the voltage on the capacitive energy storage 13 is zero, the control pulse through the amplifier 18 is stopped from the control system 18 to the controllable first rectifier 8 and output a signal to open the switch 14. At the same time, the discharge electrodes 3, 4 are pulsed by current, and the microarc oxidation of metals and alloys is carried out in a pulsed mode with the electrolyte temperature stabilized 2. Moreover, the frequency rolitnoy plasma controlled switching frequency of the switch 14. In order to reduce the time charge the capacitive energy accumulator 13 enabled a series resonant circuit 12 of the capacitance and inductance.

С целью повышени  КПД устройства до 0,8, а также расширени  технологических режимов микродугового оксидировани  металлов и сплавов в качестве задающего параметра выбрана энерги  дугового разр да, регулируема  по температуре электролита и напр жению емкостного накопител  энергии . Это достигаетс  путем увеличени  коэффициента использовани  преобразовател  напр жени  до 0,95 и также программного регулировани  пол ризации вентильных металлов и сплавов посто нным или импульсным током, а также одновременным наложением посто нного и импульсного токов.In order to increase the device efficiency to 0.8, as well as to expand the technological modes of microarc oxidation of metals and alloys, the arc discharge energy selected by the electrolyte temperature and the voltage of the capacitive energy storage was chosen as the setting parameter. This is achieved by increasing the utilization rate of the voltage converter to 0.95 and also programmatically adjusting the polarization of the valve metals and alloys by direct or pulsed current, as well as the simultaneous imposition of direct and pulsed currents.

Использование предлагаемого устройства позволит улучшить равномерность упрочн ющего сло  по поверхности детали за счет стабилизации энергии дугового разр да , возможности изменени  плотности тока и частоты образовани  микродуг, и также повысить качество оксидных покрытий по твердости, износостойкости и электроизол ционным СВОЙСТВОМ.The use of the proposed device will improve the uniformity of the hardening layer over the surface of the part due to the stabilization of the energy of the arc discharge, the possibility of changing the current density and the frequency of formation of microarrows, and also improve the quality of oxide coatings in terms of hardness, wear resistance and electrical insulating PROPERTIES.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство микродугового оксидировани  металлов и сплавов, содержащее дваA device for microarc oxidation of metals and alloys, containing two разр дных электрода,, помещенных в ванну с электролитом и датчиком температуры. емкостный накопитель энергии, преобразователь энергии, выполненный в виде повышающего трансформатора, во вторичную обмотку которого включен выпр митель, о т- личающеес  тем, что, с целью повышени  КПД устройства и расширени  технологических режимов, оно снабжено датчикомdischarge electrodes, placed in a bath with electrolyte and a temperature sensor. capacitive energy storage, energy converter, made in the form of a step-up transformer, in the secondary winding of which a rectifier is connected, which is equipped with a sensor for increasing the device efficiency and expanding technological modes обратной св зи по напр жению, первым и вторым аналого-цифровыми преобразовател ми , микропроцессорной системой управлени , усилителем-формирователем импульсов, токоограничивающим дросселем , фильтром низких частот, неуправл емым вентилем, последовательным резонансным контуром из емкости и индуктивности , управл емым разр дным коммутатором , причем вторична  обмоткаvoltage feedback, first and second analog-to-digital converters, microprocessor control system, pulse driver, current limiting choke, low-pass filter, uncontrolled valve, series resonant circuit from capacitance and inductance, controlled by a discharge switch, and the secondary winding трансформатора выполнена в виде двух секций , в цепь которых включены соответственно первый и второй мостовые управл емые выпр мители, а выход первой секции соединен через токоограничивающий дроссепь с соответствующим входом первого мостового выпр мител , выход которого соединен параллельно с фильтром низких частот и через неуправл емый вентиль - с разр дными электродами, выходthe transformer is made in the form of two sections, the chain of which includes the first and second bridged controlled rectifiers, respectively, and the output of the first section is connected via a current-limiting choke to the corresponding input of the first bridge rectifier, the output of which is connected in parallel with the low-pass filter and through an uncontrolled valve - with discharge electrodes, output второй секции соединен через последовательный резонансный контур с соответствующим входом второго мостового вцпр мител , выход которого подключен параллельно с емкостным накопителемthe second section is connected via a series resonant circuit with the corresponding input of the second bridge interconnect, the output of which is connected in parallel with the capacitive drive энергии, первый вывод которого соединен через управл емый разр дный коммутатор с первым разр дным электродом, один вывод датчика обратной св зи подключен к первому разр дному электроду, а второйenergy, the first output of which is connected via a controlled discharge switch with the first discharge electrode, one output of the feedback sensor is connected to the first discharge electrode, and the second вывод - к второму разр дному электроду, и выход датчика обратной св зи соединен с входом первого аналого-цифрового преобразовател , соответствующие выходы которого подсоединены к входу микропроцессорнойthe output is connected to the second discharge electrode, and the output of the feedback sensor is connected to the input of the first analog-digital converter, the corresponding outputs of which are connected to the input of a microprocessor системы управлени , выход датчика температуры соединен с входом второго аналого- цифрового преобразовател , соответствующие выходы которого подсоединены к входу микропроцессорной системы управлени , выход которой соединен с управл ющим входом усилител -формировател  импульсов, один выход которого сое- динен с управл ющим входом управл емого разр дного коммутатора, а другие выходы соединены с соответствующими входами первого и второго мостовых управл емых выпр мителей.the control system, the temperature sensor output is connected to the input of the second analog-digital converter, the corresponding outputs of which are connected to the input of the microprocessor control system, the output of which is connected to the control input of the pulse shaping amplifier, one output of which is connected to the control output The other switch is connected to the corresponding inputs of the first and second bridge controlled rectifiers.
SU884464082A 1988-05-13 1988-05-13 Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys SU1700108A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464082A SU1700108A1 (en) 1988-05-13 1988-05-13 Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464082A SU1700108A1 (en) 1988-05-13 1988-05-13 Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1700108A1 true SU1700108A1 (en) 1991-12-23

Family

ID=21391310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884464082A SU1700108A1 (en) 1988-05-13 1988-05-13 Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1700108A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100454742C (en) * 2004-09-21 2009-01-21 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Large capacity titanium alloy pulse micro arc anode oxidation dynamic control power source
CN108103553A (en) * 2017-12-28 2018-06-01 大博医疗科技股份有限公司 A kind of colorful anode oxidation membrane preparation method of titanium surface non-impurity-doped low defect

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дурадгин В.И. и др. О некоторых параметрах электрической цепи анодного процесса при нагреве металлов в электролитной плазме. - Электронна обработка материалов, 1981, № 1, с. 40-43. Авторское свидетельство СССР № 850687, кл. С 21 D 1 /38, 1979. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100454742C (en) * 2004-09-21 2009-01-21 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Large capacity titanium alloy pulse micro arc anode oxidation dynamic control power source
CN108103553A (en) * 2017-12-28 2018-06-01 大博医疗科技股份有限公司 A kind of colorful anode oxidation membrane preparation method of titanium surface non-impurity-doped low defect
CN108103553B (en) * 2017-12-28 2019-11-26 大博医疗科技股份有限公司 A kind of colorful anode oxidation membrane preparation method of titanium surface non-impurity-doped low defect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100588102C (en) Method for generating output DC voltage and plasma processing DC voltage power supply
JPH1084680A (en) Pulse power supply
JP2006339149A (en) Apparatus and method of high-speed charging for charging capacitor
SU1700108A1 (en) Apparatus for microarc oxidation of metals and alloys
JPS61260915A (en) Power source for electric discharge machining
US3294666A (en) Electrolytic treating apparatus including a pulsating d. c. power source
US7482786B2 (en) Electric discharger using semiconductor switch
RU2775987C1 (en) Apparatus for micro-arc oxidation of products made of metals and alloys
US5181154A (en) Circuit arrangement for optimal current generation in processes of electrochemically initiated plasma-chemical layer production
WO2000011784A1 (en) A high voltage pulse generator using a non-linear capacitor
SU545123A1 (en) Pulse generator for electrical discharge machining
RU91915U1 (en) DC WELDING POWER SUPPLY
JP2714166B2 (en) Capacitor charging circuit
SU1066049A1 (en) Device for control of electric conditions of plasma generator
SU608274A1 (en) Pulsed gas-discharge tube power supply
SU702627A1 (en) Power supply unit for electrical discharge machines
SU721898A1 (en) Voltage square-pulse generator
SU1274124A1 (en) Pulse generator for electric erosion dispersing of metals
SU665414A1 (en) Power supply source for treatment of articles with aid of glow discharge
SU490046A1 (en) Device for monitoring the dielectric strength of induction coil ignition coils
SU1656673A2 (en) Method of formation of current pulses
SU797087A1 (en) Device for power supply of glow discharge apparatus
SU990891A1 (en) Apparatus for supplying electroplating baths with pulsed current
SU855901A1 (en) Unipolar current pulse train source
SU1072206A1 (en) Pulse voltage source