CN216550770U - 一种热电化学氧化的一体化设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热电化学氧化的一体化设备，包括：用于放出导线的放卷装置、用于收回热电化学氧化后的导线的收卷装置、及设置在放卷装置和收卷装置之间的镀池，镀池内盛装有电解液，中空圆柱体状的电解槽设置在镀池内，电解液没过电解槽，电源的正极与导线连接、负极与电解槽连接，导线由放卷装置向收卷装置移动，所述电解槽的内部设置有中空圆柱体状的超声波装置，超声波装置具有多个通孔，导线穿过超声波装置的内部并且与超声波装置之间具有间隙，电解槽的下表面固定有储液池，储液池的上表面与电解槽的下表面具有相通的连接口，电解槽内的电解液通过连接口自流进入储液池内，储液池内的电解液通过泵的运输进入电解槽内。

Description

一种热电化学氧化的一体化设备

技术领域

本实用新型涉及热电化学氧化技术领域，具体的，本实用新型涉及一种热电化学氧化的一体化设备。

背景技术

热电化学氧化是发展较快的一种新的表面处理技术，它是在阳极氧化基础上发展起来的，又称为微等离子体氧化、等离子热电化学氧化、等离子体增强电化学表面陶瓷化等。热电化学氧化采用较高的工作电压，将电压的工作区域由普通的阳极氧化法的法拉第区域，引入到高压放电区域，利用弧光放电增强并激活，使阳极上发生的反应，在一定电流密度下，致使在工件表面出现电晕、辉光、微弧放电、甚至火花斑，在阀金属表面原位形成一层致密的陶瓷膜，进而达到工件表面改性强化。阀金属在金属-氧化物-电解液体系中具有电解阀门作用的金属，阀金属主要包括Al、Ti、Mg、 Zr、Nb、Ta六种金属及其合金，其中阀金属铝的应用最广泛。这种陶瓷膜与基体属冶金结合，结合强度好，硬度高，具有很好的耐磨、耐腐蚀、耐高压绝缘和抗高温冲击等特性，可以数倍乃至数十倍的提高工件的使用寿命。因此，目前很多针对热电化学氧化行业的公司，对不同类型的金属及各种形状的工件进行实验探索。目前的热电化学氧化设备，占地面积大，实验成本高，并且工件在加工时产生的粉末较多，后处理繁琐，生产效率低。

有鉴于此，本实用新型提供一种热电化学氧化的一体化设备，占地面积小，生产效率高，并且成本低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种热电化学氧化的一体化设备，占地面积小，生产效率高，并且成本低。

一种热电化学氧化的一体化设备，包括：用于放出导线的放卷装置1、用于收回热电化学氧化后的导线的收卷装置2、及设置在放卷装置1和收卷装置2之间的用于对导线进行热电化学氧化的镀池3，镀池3内盛装有电解液，中空圆柱体状的电解槽4设置在镀池3内，电解液没过电解槽4，电源5 的正极与导线连接、负极与电解槽4连接，热电化学氧化时导线由放卷装置 1向收卷装置2移动，其特征在于，所述电解槽4的内部设置有中空圆柱体状的超声波装置6，超声波装置6具有多个通孔61，导线穿过超声波装置6 的内部并且与超声波装置6之间具有间隙，电解槽4的下表面固定有储液池 7，储液池7的上表面与电解槽4的下表面具有相通的连接口71，电解槽4 内的电解液通过连接口71自流进入储液池7内，储液池7内的电解液通过泵的运输进入电解槽4内。

本申请设置超声波装置6，导线内部会不断出现位错与空穴，这将降低导线的击穿阻抗，使热电化学氧化的作用效率更高，促进转换生成α-Al₂O₃，并使的陶瓷膜层更加平整致密、膜层更厚，硬度更高。

在一些实施方式中，所述放卷装置1和收卷装置2有一个或多个，放卷装置1和收卷装置2的数量相同，放卷装置1和收卷装置2有一个，则放卷装置1和收卷装置2之间连接有一条导线，放卷装置1和收卷装置2有多个，则放卷装置1和收卷装置2之间连接有相同数量的导线，多条导线的移动速度相同或者不相同，多条导线之间具有间隙。

热电化学氧化后的金属线会有局部烧蚀点并且随着反应强度的加强，表面会俞加粗糙，既影响美观，又会对其自身性能造成影响。而本申请设计的超声波装置6，产生了一系列的反应如生流效应、空化效应，使电极内的电解液流速加快，增加陶瓷层的散热效率。这也使得能够并联两根甚至更多的导线同时进行热电化学反应，而不会因为反应区过热而降低产品性能。超声波装置6上的通孔61的设计，考虑到在运行过程中导线与电极都通电，导线在拉力制动下被拉断与电极短接会损坏电源IGBT等元件，将超声波装置6设置通孔61，既能保护电源，又不影响电解液的流动。

进一步的，放卷装置1和收卷装置2能够旋转，通过控制放卷装置1和收卷装置2的旋转速度来控制导线的移动速度，热电化学氧化时导线的移动速度为0.1m/min-5m/min。

进一步的，所述导线是阀金属导电导线或者是外表面为阀金属、内部为非阀金属导电金属的导线，阀金属包括：Al、Ti、Mg、Zr、Nb、Ta、Al合金、 Ti合金、Mg合金、Zr合金、Nb合金、或者Ta合金中的一种。

进一步的，所述导线为1根、或者由多根组成，当导线为由多根组成时，多根导线平行排布、或者以编织纠缠的方式排布，导电金属的横截面为圆形、椭圆形或者多边形。

在一些实施方式中，在放卷装置1与收卷装置2之间还设置有铜排8，铜排8的多个铜轮与导线接触用于将导线拉直及导正，一组铜轮在导线上方，一组铜轮在导线下方，电源5的正极与铜排8的铜轮直接连接，导线为阳极，电解槽4为阴极。

在一些实施方式中，所述电解槽4为中空圆柱体状的不锈钢圆筒，电解槽4和超声波装置6均水平设置，超声波装置6的直径小于电解槽4的直径，超声波装置6的通孔61分布在整个超声波装置6上。

进一步的，所述连接口71的下方设置有过滤网，电解槽4内的电解液通过连接口71并经过过滤网过滤之后进入储液池7内，储液池7内设置有制冷装置，冷却后的电解液泵到上水管道中进入电解槽4内，使电解槽4内的电解液的温度维持在设定的温度范围。

在一些实施方式中，在镀池3与收卷装置2之间还设置有清洗烘干装置 9，热电化学氧化后的导线通过清洗烘干装置9进行清洗及烘干。

若不使用超声波装置6，生产出的陶瓷线必然会出现不同程度的粉末，使用碳刷进行后处理未必有效。而本申请的金属线在反应时受到超声波装置 6的超声波作用后，机械振动会让熔体加速向周围喷出，使试样表面更加平整，本申请通过进一步设置清洗烘干装置9即可完成后处理，实现一体化。

附图说明

结合以下附图一起阅读时，将会更加充分地描述本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1为本申请实施例1的热电化学氧化的一体化设备的结构示意图。

图2为本申请实施例2的热电化学氧化的一体化设备的结构示意图。

图3为本申请的热电化学氧化的一体化设备的储液池的结构示意图。

主要元件符号：

放卷装置1、收卷装置2、镀池3、电解槽4、电源5、超声波装置6、通孔61、储液池7、连接口71、铜排8、清洗烘干装置9。

具体实施方式

描述以下实施例以辅助对本申请的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本申请的保护范围。

在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的***或组件内)。

同时，附图内的组件或***之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间媒介来进行的间接的连接或固定。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧面”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时或惯常认知的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例1：

一种热电化学氧化的一体化设备，如图1、图3所示，包括：用于放出导线的放卷装置1、用于收回热电化学氧化后的导线的收卷装置2、及设置在放卷装置1和收卷装置2之间的用于对导线进行热电化学氧化的镀池3，镀池3内盛装有电解液，中空圆柱体状的电解槽4设置在镀池3内，电解液没过电解槽4，电源5的正极与导线连接、负极与电解槽4连接，热电化学氧化时导线由放卷装置1向收卷装置2移动，其特征在于，所述电解槽4的内部设置有中空圆柱体状的超声波装置6，超声波装置6具有多个通孔61，导线穿过超声波装置6的内部并且与超声波装置6之间具有间隙，电解槽4的下表面固定有储液池7，储液池7的上表面与电解槽4的下表面具有相通的连接口71，电解槽4内的电解液通过连接口71自流进入储液池7内，储液池7内的电解液通过泵的运输进入电解槽4内。本申请设置超声波装置6，导线内部会不断出现位错与空穴，这将降低导线的击穿阻抗，使热电化学氧化的作用效率更高，促进转换生成α-Al₂O₃，并使的陶瓷膜层更加平整致密、膜层更厚，硬度更高。

所述放卷装置1和收卷装置2有一个放卷装置1和收卷装置2的数量相同，放卷装置1和收卷装置2之间连接有一条导线。热电化学氧化后的金属线会有局部烧蚀点并且随着反应强度的加强，表面会俞加粗糙，既影响美观，又会对其自身性能造成影响。而本申请设计的超声波装置6，产生了一系列的反应如生流效应、空化效应，使电极内的电解液流速加快，增加陶瓷层的散热效率。这也使得能够并联两根甚至更多的导线同时进行热电化学反应，而不会因为反应区过热而降低产品性能。超声波装置6上的通孔61的设计，考虑到在运行过程中导线与电极都通电，导线在拉力制动下被拉断与电极短接会损坏电源IGBT等元件，将超声波装置6设置通孔61，既能保护电源，又不影响电解液的流动。放卷装置1和收卷装置2能够旋转，通过控制放卷装置1和收卷装置2的旋转速度来控制导线的移动速度，热电化学氧化时导线的移动速度为1m/min。所述导线为铝线，所述导线为1根。

在放卷装置1与收卷装置2之间还设置有铜排8，铜排8的多个铜轮与导线接触用于将导线拉直及导正，一组铜轮在导线上方，一组铜轮在导线下方，电源5的正极与铜排8的铜轮直接连接，导线为阳极，电解槽4为阴极。所述电解槽4为中空圆柱体状的不锈钢圆筒，电解槽4和超声波装置6均水平设置，超声波装置6的直径小于电解槽4的直径，超声波装置6的通孔61 分布在整个超声波装置6上。所述连接口71的下方设置有过滤网，电解槽4 内的电解液通过连接口71并经过过滤网过滤之后进入储液池7内，储液池7 内设置有制冷装置，冷却后的电解液泵到上水管道中进入电解槽4内，使电解槽4内的电解液的温度维持在设定的温度范围。在镀池3与收卷装置2之间还设置有清洗烘干装置9，热电化学氧化后的导线通过清洗烘干装置9进行清洗及烘干。若不使用超声波装置6，生产出的陶瓷线必然会出现不同程度的粉末，使用碳刷进行后处理未必有效。而本申请的金属线在反应时受到超声波装置6的超声波作用后，机械振动会让熔体加速向周围喷出，使试样表面更加平整，本申请通过进一步设置清洗烘干装置9即可完成后处理，实现一体化。

实施例2：

一种热电化学氧化的一体化设备，如图2-3所示，包括：用于放出导线的放卷装置1、用于收回热电化学氧化后的导线的收卷装置2、及设置在放卷装置1和收卷装置2之间的用于对导线进行热电化学氧化的镀池3，镀池3 内盛装有电解液，中空圆柱体状的电解槽4设置的镀池3内，电解液没过电解槽4，电源5的正极与导线连接、负极与电解槽4连接，热电化学氧化时导线由放卷装置1向收卷装置2移动，其特征在于，所述电解槽4的内部设置有中空圆柱体状的超声波装置6，超声波装置6具有多个通孔61，导线穿过超声波装置6的内部并且与超声波装置6之间具有间隙，电解槽4的下表面固定有储液池7，储液池7的上表面与电解槽4的下表面具有相通的连接口71，电解槽4内的电解液通过连接口71自流进入储液池7内，储液池7 内的电解液通过泵的运输进入电解槽4内。本申请设置超声波装置6，导线内部会不断出现位错与空穴，这将降低导线的击穿阻抗，使热电化学氧化的作用效率更高，促进转换生成α-Al₂O₃，并使的陶瓷膜层更加平整致密、膜层更厚，硬度更高。

所述放卷装置1和收卷装置2有2个，放卷装置1和收卷装置2的数量相同，放卷装置1和收卷装置2有2个，则放卷装置1和收卷装置2之间连接有相同数量的导线，2条导线的移动速度相同，2条导线之间具有间隙。热电化学氧化后的金属线会有局部烧蚀点并且随着反应强度的加强，表面会俞加粗糙，既影响美观，又会对其自身性能造成影响。而本申请设计的超声波装置6，产生了一系列的反应如生流效应、空化效应，使电极内的电解液流速加快，增加陶瓷层的散热效率。这也使得能够并联两根甚至更多的导线同时进行热电化学反应，而不会因为反应区过热而降低产品性能。超声波装置 6上的通孔61的设计，考虑到在运行过程中导线与电极都通电，导线在拉力制动下被拉断与电极短接会损坏电源IGBT等元件，将超声波装置6设置通孔 61，既能保护电源，又不影响电解液的流动。放卷装置1和收卷装置2能够旋转，通过控制放卷装置1和收卷装置2的旋转速度来控制导线的移动速度，热电化学氧化时导线的移动速度为4m/min。

所述导线为钛合金导线，导线为由多根组成，多根导线以编织纠缠的方式排布，导电金属的横截面为椭圆形。在放卷装置1与收卷装置2之间还设置有铜排8，铜排8的多个铜轮与导线接触用于将导线拉直及导正，一组铜轮在导线上方，一组铜轮在导线下方，电源5的正极与铜排8的铜轮直接连接，导线为阳极，电解槽4为阴极。所述电解槽4为中空圆柱体状的不锈钢圆筒，电解槽4和超声波装置6均水平设置，超声波装置6的直径小于电解槽4的直径，超声波装置6的通孔61分布在整个超声波装置6上。所述连接口71的下方设置有过滤网，电解槽4内的电解液通过连接口71并经过过滤网过滤之后进入储液池7内，储液池7内设置有制冷装置，冷却后的电解液泵到上水管道中进入电解槽4内，使电解槽4内的电解液的温度维持在设定的温度范围。在镀池3与收卷装置2之间还设置有清洗烘干装置9，热电化学氧化后的导线通过清洗烘干装置9进行清洗及烘干。若不使用超声波装置 6，生产出的陶瓷线必然会出现不同程度的粉末，使用碳刷进行后处理未必有效。而本申请的金属线在反应时受到超声波装置6的超声波作用后，机械振动会让熔体加速向周围喷出，使试样表面更加平整，本申请通过进一步设置清洗烘干装置9即可完成后处理，实现一体化。

尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保护范围以权利要求为准。

Claims (7)

1.一种热电化学氧化的一体化设备，包括：用于放出导线的放卷装置(1)、用于收回热电化学氧化后的导线的收卷装置(2)、及设置在放卷装置(1)和收卷装置(2)之间的用于对导线进行热电化学氧化的镀池(3)，镀池(3)内盛装有电解液，中空圆柱体状的电解槽(4)设置在镀池(3)内，电解液没过电解槽(4)，电源(5)的正极与导线连接、负极与电解槽(4)连接，热电化学氧化时导线由放卷装置(1)向收卷装置(2)移动，其特征在于，所述电解槽(4)的内部设置有中空圆柱体状的超声波装置(6)，超声波装置(6)具有多个通孔(61)，导线穿过超声波装置(6)的内部并且与超声波装置(6)之间具有间隙，电解槽(4)的下表面固定有储液池(7)，储液池(7)的上表面与电解槽(4)的下表面具有相通的连接口(71)，电解槽(4)内的电解液通过连接口(71)自流进入储液池(7)内，储液池(7)内的电解液通过泵的运输进入电解槽(4)内。

2.如权利要求1所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，所述放卷装置(1)和收卷装置(2)有一个或多个，放卷装置(1)和收卷装置(2)的数量相同，放卷装置(1)和收卷装置(2)有一个，则放卷装置(1)和收卷装置(2)之间连接有一条导线，放卷装置(1)和收卷装置(2)有多个，则放卷装置(1)和收卷装置(2)之间连接有相同数量的导线，多条导线的移动速度相同或者不相同，多条导线之间具有间隙。

3.如权利要求1所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，所述导线为1根、或者由多根组成，当导线为由多根组成时，多根导线平行排布、或者以编织纠缠的方式排布，导电金属的横截面为圆形、椭圆形或者多边形。

4.如权利要求1所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，在放卷装置(1)与收卷装置(2)之间还设置有铜排(8)，铜排(8)的多个铜轮与导线接触用于将导线拉直及导正，一组铜轮在导线上方，一组铜轮在导线下方，电源(5)的正极与铜排(8)的铜轮直接连接，导线为阳极，电解槽(4)为阴极。

5.如权利要求1所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，所述电解槽(4)为中空圆柱体状的不锈钢圆筒，电解槽(4)和超声波装置(6) 均水平设置，超声波装置(6)的直径小于电解槽(4)的直径，超声波装置(6)的通孔(61)分布在整个超声波装置(6)上。

6.如权利要求5所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，所述连接口(71)的下方设置有过滤网，电解槽(4)内的电解液通过连接口(71)并经过过滤网过滤之后进入储液池(7)内，储液池(7)内设置有制冷装置，冷却后的电解液泵到上水管道中进入电解槽(4)内，使电解槽(4)内的电解液的温度维持在设定的温度范围。

7.如权利要求1所述的热电化学氧化的一体化设备，其特征在于，在镀池(3)与收卷装置(2)之间还设置有清洗烘干装置(9)，热电化学氧化后的导线通过清洗烘干装置(9)进行清洗及烘干。

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