[发明专利]微弧氧化镀覆金属表面的方法及装置

权利要求书

1．一种用微弧氧化在铝、镁、锆、铍、钛、钽等金属及它们的合金上形成陶瓷氧化层的方法，所述的方法包括：将所述的金属或其合金浸在含有弱碱性水溶液的不锈钢电解槽中，并作为微弧氧化的一个电极，不锈钢氧化槽作为微弧氧化的另一电极；在两电极之间施加300V-800V的正脉冲电压和0-300V的负脉冲电压，所述的正负脉冲电压由一个采用电网经变压器隔离的三相平衡供电组成的双极性大功率脉冲电源供给，脉冲频率为25Hz至300Hz，脉冲波形为方波，脉冲的幅度和宽度可独立连续调节，通过对脉冲幅度和宽度的优化选择，使微弧氧化层的物理、化学性能改善，并有效地节省能源；在所述的金属或其合金表面生成氧化层薄膜，在高电压作用下，氧化膜被击穿，并在高温下被熔化，产生微弧放电现象，结果形成陶瓷氧化层。

2．如权利要求1所述的方法，其中方波形的正负脉冲电压是通过由电网经变压器隔离的三相电，先组成直流电源，再在控制脉冲的作用下，利用功率开关元件，对直流电源斩波的方法获得。

3．如权利要求1所述的方法，其中所述的双极性大功率脉冲为平顶的方波，有利于在微弧氧化方法中，形成陶瓷氧化层。

4．如权利要求1所述的方法，其中所述的脉冲电源的主回路供电采用慢启动，并采用脉冲的渐变慢展开启动和复位后渐变慢展开的工作方式，以减小对电网的冲击。

5．如权利要求1所述的方法，其中所述的脉冲电源采用对三相电中各相轮流触发，以获得正、负脉冲输出电压，电网三相平衡供电，使对电网冲击小，对外界干扰小。

6．如权利要求1所述的方法，其中所述的脉冲电源采用电网经变压器隔离的三相平衡供电。

7．如权利要求1所述的方法，其中所述的不锈钢氧化槽中存放的弱碱性水溶液为偏硅酸钠水溶液，也可以用正硅酸钠水溶液、偏硅酸钠与水的重量比为0.05％-5％。

8．如权利要求1所述的方法，其中所述的弱碱性溶液中所添加的添加剂为氢氧化钾，氢氧化钾与偏硅酸钠的重量比为5％-50％。

9．如权利要求1所述的方法，其中还可以添加着色的添加剂，以使陶瓷氧化层具有所需颜色的覆层。

10．一种用微弧氧化在铝、镁、锆、铍、钛、钽等金属及它们的合金上形成陶瓷氧化层的装置，所述的装置包括：一个正脉冲为0-800V，负脉冲为0-300V的高压脉冲电源；一个含有弱碱性水溶液的不锈钢电解槽；一个浸在或包含电解质液体的电极；一个至少包括一个待微弧氧化的所述金属或其合金部件，并作为另一电极悬挂在电解槽中；一个固定所述部件的固定悬挂支架，将所述的合金部件悬挂在电解槽中；和一个冷却和搅拌系统。

11．根据权利要求10所述的装置，其中所述的高压脉冲电源也可以用作单极性脉冲电源或大功率直流电源。

12．根据权利要求10所述的装置，其中所述的高压脉冲电源是一种对电网冲击小、对外界干扰小的大功率脉冲电源。