[发明专利]一种激光辅助微弧氧化装置及加工方法

说明书

本发明公开了一种激光辅助微弧氧化装置及加工方法，包括电源、电解液槽、循环冷却装置、多轴运动机构、阴极固定装置和网状电极；所述电源的正极连接待加工工件，电源的负极连接网状电极；所述多轴运动机构设置于电解液槽上部位置，所述阴极固定装置安装于多轴运动机构上；本发明的有益效果：采用网状电极，每次扫描的面积更大，提高工作效率，同时膜层更加均匀，多轴运动系统保证即使是复杂表面，阴极与被加工零件也能保持设定的极间距，与传统棒状电极相比，网状电极有效的避免了尖端放电现象的产生；激光辐射能改变基体表面显微组织性能与应力状态，在阳极氧化阶段，在微弧氧化区产生等离子体，降低击穿电压，缩短加工时间。

技术领域

本发明涉及微弧氧化加工设备技术领域，具体涉及一种激光辅助动阴极微弧氧化装置及加工方法，主要应用于大工件表面、复杂工件表面和工件局部修复的微弧氧化处理。

背景技术

微弧氧化作为一种绿色环保的表面处理技术，可以在钛、镁、铝等阀金属表面原位生成一层陶瓷膜，将钛、镁、铝或这些金属的合金放置在电解液中，高电压下，使金属表面进行火花放电，在金属工件表面形成一层微弧氧化膜。微弧氧化膜具有良好的耐腐蚀耐摩擦与绝缘性能，并且与阀金属结合良好，不易脱落。

目前，国内对零件的微弧氧化加工方法仍以浸入式为主，将工件浸入电解液中，电源阴极与电解槽相连，电源阳极与工件相连，配合不同体系的电解液，完成微弧氧化表面加工。随着工件性能需求以及效率的增加，这种加工方法的缺点越发明显。浸入式微弧氧化方法不仅能耗高，由于受到电解液池的限制，针对一些大工件无法有效处理；当工件局部的膜层质量需要进行修补时，浸入式微弧氧化也不能有效的对工件局部进行微弧氧化。目前的动阴极微弧氧化技术采用棒状和管状阴极，击穿电压高，阳极氧化速度慢，起弧时间长，工作效率低下。

发明内容

针对现有技术中动阴极微弧氧化技术采用棒状和管状阴极，击穿电压高，阳极氧化速度慢，起弧时间长，工作效率低下的问题，本发明提供了一种激光辅助动阴极微弧氧化装置及加工方法，采用动阴极微弧氧化装置，将阴极从棒状改为网状电极，采用多轴运动系统与阴极结合，并以激光辅助，在较低的能耗下对表面钻和局部修复的工件进行表面处理，以获得更加均匀，有效的微弧氧化膜层。

一种激光辅助微弧氧化装置，其特征在于，包括电源、电解液槽、循环冷却装置、多轴运动机构、阴极固定装置和网状电极；

所述电源的正极连接待加工工件，电源的负极连接网状电极；

所述多轴运动机构设置于电解液槽上部位置，所述阴极固定装置安装于多轴运动机构上；

所述循环冷却装置的出水管管口安装在阴极固定装置上，循环冷却装置的进水管与电解液槽连通；

所述阴极固定装置包括固定架，网状电极安装于固定架上，紫外激光发生器安装于固定架中。

其中，还包括压片弹簧，压片弹簧一端安装固定于固定架中，压片弹簧的自由端向下将网状电极压紧在固定架中。

其中，所述多轴运动机构包括底座、横梁、第一滑块、立杆和第二滑块，所述横梁通过导轨滑块机构前后滑动的设置于底座上，所述第一滑块通过导轨滑块机构左右滑动的设置于横梁上，所述立杆安装于第一滑块上，所述第二滑块通过导轨滑块机构上下滑动的设置于立杆上，所述阴极固定装置安装于第二滑块上。

一种激光辅助微弧氧化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：电源正极连接待加工工件，电源负极连接网状电极；

S2：待加工工件放置于电解液槽中，控制电解液面高度低于待加工工件的加工表面；

S3：加工开始，电源通电，紫外激光发生器对准待加工工件的加工区域对其进行激光辐射，网状电极沿着待加工工件的加工表面扫描加工，。

其中，网状电极距离待加工工件的加工面的距离为2-3mm。