Патент на изобретение №2251595
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к технологии и оборудованию для электролитической обработки поверхности металлов и их сплавов путем оксидирования для повышения износостойкости, коррозионностойкости, теплостойкости, получения декоративных и электроизоляционных покрытий и может быть использовано в машиностроении, авиационной, химической промышленности, медицине, а также в ремонтном производстве при упрочнении и восстановлении деталей. Способ включает помещение оксидируемой детали в ванну-электролизер с перемешиваемым электролитом и обработке микродуговым оксидированием. Перемешивание электролита ведут мешалкой-электродом со скоростью 0,8-1 м/с. Устройство содержит электроды, в качестве одного из которых использована оксидируемая деталь, источник питания, ванну-электролизер, привод электрода. Второй электрод выполнен в виде мешалки с поворотными пластинчатыми жалюзями. Изобретения позволяют увеличить производительность микродугового оксидирования поверхностей деталей различной конфигурации и размеров за счет возможности регулирования интенсивности перемешивания электролита и режимов оксидирования. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способам и оборудованию для электролитической обработки поверхности металлов и их сплавов путем оксидирования для повышения коррозионно-износостойкости, теплостойкости, получения электроизоляционных и декоративных покрытий и может быть использовано в машиностроении, авиационной, химической, радиоэлектронной промышленности, медицине, а также в ремонтном производстве при упрочнении и восстановлении деталей металлопокрытиями. Известен способ нанесения железных покрытий на внешние поверхности деталей с использованием вращающейся перфорированной токонепроводящей перегородки [1]. Электролиз осуществляется в стационарной ванне без протока электролита. Вращающаяся со скоростью 1,5-2 м/с перегородка, помещенная между анодом и внутренней поверхностью детали, создает турбулентный режим движения электролита в межэлектродном пространстве. Недостатком известного решения является то, что оно не позволяет регулировать частоту вращения перегородки и обрабатывает детали только типа “вал” конкретной конфигурации. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов, содержащее электроды, источник питания, систему прокачки электролита, ванну для электролита, воронку с фильтром, соединенную с ванной для электролита посредством трубопровода, при этом в качестве одного из электродов использована оксидируемая деталь, а в качестве второго – сопло-электрод, закрепленный на траверсе штанги с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом порошковый питатель закреплен на сопле-электроде [1]. При оксидировании детали типа “вал” оксидируемая деталь установлена между воронкой и соплом-электродом. При оксидировании детали типа “полый цилиндр” сопло-электрод выполнен в виде спрейера, при этом оксидируемая деталь установлена на оправке с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, а сопло-электрод установлен внутри оксидируемой детали. Однако известное устройство обладает невысокой производительностью микродугового оксидирования поверхностей деталей различной конфигурации и размеров. Задачей изобретения является увеличение производительности микродугового оксидирования поверхностей деталей различной конфигурации и размеров за счет возможности регулирования интенсивности перемешивания электролита и режимов микродугового оксидирования. Поставленная задача достигается благодаря тому, что в известном способе микродугового оксидирования металлов и их сплавов, заключающимся в том, что оксидируемую деталь помещают в ванну-электролизер с перемешиваемым электролитом и подвергают обработке микродуговым оксидированием, согласно изобретению, перемешивание электролита ведут мешалкой-электродом со скоростью 0,8-1 м/с. Кроме того, задача достигается также благодаря тому, что в известном устройстве для микродугового оксидирования металлов и их сплавов, содержащем электроды, в качестве одного из которых использована оксидируемая деталь, источник питания, ванну-электролизер, привод электрода, согласно изобретению, второй электрод выполнен в виде мешалки с поворотными пластинчатыми жалюзями. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для микродугового оксидирования локальной поверхности деталей типа “вал”; на фиг.2 – схема расположения направляющих жалюзи мешалки-электрода; на фиг.3 – схема устройства для микродугового оксидирования локальной поверхности деталей типа “полый цилиндр”. Устройство содержит источник питания и блок управления 1 процессом микродугового оксидирования, электролитическую ванну 2, снабженную рубашкой водяного охлаждения 3. Первым электродом является оксидируемая деталь 4, а вторым – мешалка-электрод 5, вращательное движение которого обеспечивается приводом (не показан). Для обработки детали 4 типа “вал” ванна 3 снабжена фиксирующей втулкой 6. Мешалка-электрод 5 установлена так, чтобы внешняя поверхность детали 4 и внутренняя поверхность мешалки-электрода 5 были равноудалены. Фиксирующая втулка 6 изолирована от ванны 3 фторопластовой прокладкой 7 (фиг.1). Поворотные жалюзи 8 мешалки-элекрода 5 следует повернуть таким образом, чтобы при ее вращении создавался турбулентный режим, направляющий электролит в область оксидирования, то есть к поверхности детали 4 (фиг.2). При обработке детали 9 типа “полый цилиндр” ее помещают в ванну 2 и закрепляют в фиксирующей втулке 6. Мешалка-электрод 5 установлена внутри детали 9 так, чтобы внутренняя поверхность детали и внешняя поверхность мешалки-электрода были равноудалены. Для создания турбулентного режима у внутренней поверхности детали 9 необходимо изменить направление вращательного движения мешалки-электрода 5 на противоположное (фиг.3). Устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов работает следующим образом. Оксидируемую деталь 4 (фиг.1) типа “вал” устанавливают в фиксирующую втулку 6, к ней присоединяется первый контакт источника питания 1, а второй – к мешалке-электроду 5. Микродуговые разряды формируются между мешалкой-электродом 5 и локальной поверхностью детали 4. Интенсивность перемешивания электролита и, следовательно, увеличение производительности микродугового оксидирования достигается благодаря изменению угла поворота жалюзей 8 мешалки-электрода 5 (фиг.2) и за счет изменения скорости вращения мешалки-электрода. Для снижения энергетических затрат и достижения максимально локального процесса фиксирующая втулка 6 изолирована от ванны 2 фторопластовой прокладкой 7. Для защиты от перегрева электролита в ванне 2 служит охлаждающая рубашка 3. За счет изменения размеров мешалки-электрода 5 и фиксирующей втулки 6 возможно оксидировать детали различных размеров. Деталь 9 (фиг.3) типа “полый цилиндр” устанавливают в фиксирующей втулке 6. Мешалка-электрод 5 установлена внутри детали 9 так, чтобы внутренняя поверхность детали и внешняя поверхность мешалки-электрода были равноудалены. Первый контакт источника питания 1 присоединен к фиксирующей втулке 6, а второй – через скользящий контакт к мешалке-электроду 5. Микродуговые разряды формируются между мешалкой-электродом 5 и локальной внутренней поверхностью цилиндрической детали 9. Мешалка-электрод 5 является вторым электродом и служит для создания турбулентного режима движения электролита в межэлектродном пространстве. Это позволяет устранить концентрационную поляризацию и значительно повысить производительность микродугового оксидирования. Из проведенных исследований следует, что при скорости вращения мешалки-электрода менее 0,8 м/с производительность микродугового оксидирования мало отличается от производительности МДО без перемешивания. А при скорости вращения мешалки-электрода более 1 м/с производительность микродугового оксидирования резко снижается. Благодаря использованию поворотных жалюзей 8 достигается максимальная оптимизация интенсивности перемешивания электролита в зависимости от режимов микродугового оксидирования. Предлагаемая мешалка-электрод может применяться при обработке деталей типа “полый цилиндр” и деталей типа “вал”. В таблице 1 приведены экспериментальные данные влияния скорости перемешивания на параметры микродугового оксидирования. Исследования проводились при следующих условиях: объем электролита – 6 л; площадь обрабатываемой детали – 2 дм2; плотность тока – 20 А/ дм2.
Как видно из таблицы 1 перемешивание электролита мешалкой-электродом со скоростью 0,8-1 м/с позволяет увеличить толщину упрочненного слоя и снизить температуру электролита, что сказывается на повышении производительности микродугового оксидирования. Это в свою очередь приводит к увеличению износостойкости и качества покрытия и снижению энергетических затрат микродугового оксидирования. Использование предлагаемого способа для микродугового оксидирования металлов и их сплавов и устройства для его осуществления позволяет увеличить производительность микродугового оксидирования поверхностей деталей различной конфигурации и размеров за счет возможности регулирования интенсивности перемешивания электролита и режимов микродугового оксидирования. Источники информации 1. А.Н.Батищев. Пути совершенствования технологии восстановления деталей гальванопокрытиями. М.: Колос, 1993. 2. Патент РФ 2190044, МПК C 25 D 11/02, 2002 г.
Формула изобретения
1. Способ микродугового оксидирования металлов и их сплавов, заключающийся в том, что оксидируемую деталь помещают в ванну-электролизер с перемешиваемым электролитом и подвергают обработке микродуговым оксидированием, отличающийся тем, что перемешивание электролита ведут мешалкой-электродом со скоростью 0,8-1 м/с. 2. Устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов, содержащее электроды, в качестве одного из которых использована оксидируемая деталь, источник питания, ванну-электролизер, привод электрода, отличающееся тем, что второй электрод выполнен в виде мешалки с поворотными пластинчатыми жалюзи.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.12.2005
Извещение опубликовано: 20.08.2007 БИ: 23/2007
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
