[发明专利]用于大尺寸工件表面的自动微弧氧化处理方法

说明书

一种用于大尺寸工件表面的自动微弧氧化处理设备及方法，该微弧氧化设备包括脉冲式电源、电解液循环系统、移动式阴极喷头和自动处理控制系统。电解液循环系统包括循环泵、流量调节阀、电解液槽和电解液输送管。电解液槽内布置有承载待处理工件的绝缘柱。移动式阴极喷头包括前端的不锈钢喷液片、调节不锈钢喷液片喷射面积的喷射面积调节装置和喷头主体罩，喷头主体罩和不锈钢喷液片构成喷头内部空腔。自动处理控制系统包括行走路径自动控制装置和膜层厚度实时控制装置。该微弧氧化处理设备在自动处理控制系统下，通过移动式阴极喷头喷射电解液到待修复工件的表面进行微弧氧化处理，能够实现对工件的局部修复或局部到整体的微弧氧化处理。

技术领域

本发明涉及一种用于大尺寸工件表面的自动微弧氧化处理设备及方法，属于表面处理技术领域。

背景技术

微弧氧化技术是一种在铝、镁、钛及其合金表面原位生长氧化物陶瓷层的新技术。其实质是当铝、镁、钛等阀金属放入电解液中，通电后在基体金属表面发生阳极氧化生成氧化物绝缘膜，随着电压的升高，作用在金属氧化膜表面的电压随之增加，当电压升高到临界值时，使已形成的氧化膜薄弱处被击穿，发生微弧放电现象，电解液通过放电通道与基体接触发生氧化反应，最终在基体金属表面原位生长一层较厚的均匀陶瓷层。微弧氧化陶瓷层与基体结合牢固，微弧氧化膜层结构致密，具有良好的耐磨、耐腐蚀性和电绝缘等特性。

微弧氧化技术虽具有上述众多优点，但传统的浸入式微弧氧化的技术劣势也大大限制了它的进一步应用，由于微弧氧化过程弧光放电需要较大的电流和电压，导致单位面积微弧氧化能量消耗太大，无法实现大尺寸工件表面整体微弧氧化处理。因此，目前传统的浸入式微弧氧化技术适用于体积较小工件的加工，但不适于大型工件其中包括大型工件的局部微弧氧化膜层修复。

现有技术已经研发出了一些对大尺寸工件表面进行微弧氧化的技术，如发明专利200910071792.0公布了一种大尺寸表面电场拘束微距氧化的处理方法及装置。其工作原理是：将工件浸入到装有电解液的电解液槽中，将带有电栅网阴极的屏蔽罩置于大尺寸待处理阳极工件上，并将屏蔽罩完全浸入到微弧氧化电解液内，通过电栅网阴极与屏蔽罩去实现局部约束的工件的微距微弧氧化，该方法增大了电源输出能量的利用率，提高了微弧氧化技术的可操作性。此方法能够实现大尺寸工件表面的处理，但也存在着不足。由于此方法采用了整体浸入式的工作方式，需要较多的电解液，提高了处理成本和加大了对环境的影响，由于处理异形件时需不同形状的电栅网阴极与屏蔽罩，增加了微弧氧化处理难度，降低了微弧氧化处理效率。此外，专利号为201010102009.5，名称为“带有移动阴极的局部电场控制微弧氧化设备”的专利通过阴极腔体上安装吸盘，通过吸盘吸附在工件上把工件处理部分与外界完全隔开，使工件表面作为电解槽内壁的组成部分，从而实现工件局部修复或局部到整体的微弧氧化。此方法能高效完成工件的局部修复，但对大面积工件整体微弧氧化处理时吸盘的吸附使处理过程变得繁琐，增加处理时间。

发明内容

首先，本发明的目的是针对现有大尺寸工件表面微弧氧化处理存在的问题，提供一种用于大尺寸工件表面的自动微弧氧化处理设备。

本发明为实现上述发明目的所采取的技术方案如下：

一种用于大尺寸工件表面的自动微弧氧化处理设备，包括脉冲式电源、电解液循环系统和移动式阴极喷头。脉冲式电源的输出阳极与待处理工件电连接，脉冲式电源的输出阴极与移动式阴极喷头电连接。该微弧氧化处理设备还包括自动处理控制系统。

电解液循环系统包括循环泵、流量调节阀、电解液槽和电解液输送管。循环泵的出水口通过电解液输送管连通移动式阴极喷头，循环泵出水口与移动式阴极喷头之间的电解液输送管上设置有流量调节阀；循环泵的进水口通过电解液输送管连通电解液槽；电解液槽内布置有承载待处理工件的绝缘柱。

移动式阴极喷头包括前端的不锈钢喷液片、调节不锈钢喷液片喷射面积的喷射面积调节装置和喷头主体罩。喷头主体罩和不锈钢喷液片构成喷头内部空腔。