RU2070947C1 - Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment - Google Patents

Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2070947C1
RU2070947C1 SU5014626A RU2070947C1 RU 2070947 C1 RU2070947 C1 RU 2070947C1 SU 5014626 A SU5014626 A SU 5014626A RU 2070947 C1 RU2070947 C1 RU 2070947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
inverter
pulses
electrolyte
voltage
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Малышев
Наталья Васильевна Малышева
Original Assignee
Владимир Николаевич Малышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Николаевич Малышев filed Critical Владимир Николаевич Малышев
Priority to SU5014626 priority Critical patent/RU2070947C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2070947C1 publication Critical patent/RU2070947C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrochemical treatment of metal and alloys; applicable in various branches of mechanical engineering in formation of coatings with improved mechanical and physical properties. SUBSTANCE: method for microarc oxidation of metal articles includes treatment of articles in alkaline electrolyte with voltage pulses of 100-1000 V and frequency of 1-10 kHz. In so doing, applied to treated articles are alternating positive and negative pulses with voltage of low frequency of 0.05-1 kHz with amplitude of 100-500 V and length of 0.001-0.01 s, and applied additionally in each of anode half-cycle are high-frequency positive pulses with amplitude of 600-1000 V, frequency of 1-10 kHz and length of 0.1-1 mcs. The device for embodiment of the offered method has power supply source, bath for electrolyte, electronic switches and inverter. Device is provided with two regulated rectifiers, of low and high voltages, additional electronic switch and units of control of inverter electronic switches and additional electronic switch. Regulated rectifiers are connected in parallel to one another and to one of diagonals of series-parallel inverter employing electronic switches. Connected to the other diagonal is electrolyte bath, and additional electronic switch in series-connected to circuit between rectifiers. Inverter electronic switches may be used in form of powerful power transistors, additional electronic switch, in form of high-frequency thyristor. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и сплавов и может найти применение в различных отраслях машиностроения при формировании покрытий с улучшенными физико-механическими свойствами. The invention relates to the electrochemical processing of metals and alloys and can find application in various branches of engineering in the formation of coatings with improved physical and mechanical properties.

Известен способ анодирования металлов и их сплавов в растворе алюмината натрия при напряжении 100-1000 В в импульсном режиме при плотности тока 5-250 А/дм2, длительности импульсов 0,001-0,1 с и паузе между ними 0,02-0,1 с [1] При этом процесс ведут в 0,5-5 растворе алюмината натрия, а для интенсификации процесса добавляют 3-200 г/л мелкодисперсного порошка карбида, нитрида или оксида металлов. Данный способ позволяет получать покрытие не только на вентельных металлах, но и на черных и цветных металлах, однако наличие только лишь положительных импульсов на аноде не обеспечивает достаточного проплавления пленки, особенно при ее большой толщине, вследствие чего ухудшается адгезия покрытия к основе.A known method of anodizing metals and their alloys in a solution of sodium aluminate at a voltage of 100-1000 V in a pulsed mode at a current density of 5-250 A / dm 2 , pulse duration 0.001-0.1 s and a pause between them of 0.02-0.1 s [1] The process is conducted in a 0.5-5 solution of sodium aluminate, and to intensify the process add 3-200 g / l of fine powder of carbide, nitride or metal oxide. This method allows to obtain a coating not only on ventilation metals, but also on ferrous and non-ferrous metals, however, the presence of only positive pulses on the anode does not provide sufficient penetration of the film, especially with its large thickness, as a result of which the adhesion of the coating to the substrate deteriorates.

Известен также способ нанесения покрытий на металлы и сплавы в режиме микродугового оксидирования в щелочном электролите при наложении положительных и отрицательных импульсов напряжениям частотой 50 Гц и при соотношении катодного и анодного токов в пределах 0,5-0,95 [2]
Данный способ позволяет повысить износостойкость и уменьшить сквозную пористость покрытий, однако, обладает большой энергоемкостью и низкой производительностью, что сдерживает его применением в промышленности.
There is also known a method of coating metals and alloys in the microarc oxidation mode in an alkaline electrolyte when applying positive and negative pulses to voltages of 50 Hz and with a ratio of cathodic and anodic currents in the range of 0.5-0.95 [2]
This method allows to increase the wear resistance and reduce the through porosity of the coatings, however, it has a high energy intensity and low productivity, which hinders its use in industry.

Известны устройства для питания гальванических ванн импульсным реверсированным током [3] и оксидирования [4] в которых используются поляризующие импульсы прямого и обратного токов. Known devices for supplying galvanic baths with a pulsed reverse current [3] and oxidation [4] in which polarizing pulses of forward and reverse currents are used.

Наиболее близким к изобретению является способ микродугового анодирования в щелочном электролите импульсами напряжения амплитудой 100-1000 В с частотой следования импульсов 1-10 кГц, при этом импульсы имеют двухступенчатую форму, а соотношение амплитуд напряжений первой и второй ступеней 1: 8-12, причем длительность импульса на первой ступени 1-3 мкс, на второй 10-20 мкс [5]
Недостатком известного способа является то, что обработка ведется только импульсами напряжения положительной полярности и формирование покрытия происходит в основном за счет ионной проводимости в электролите, тогда как при импульсах отрицательной полярности преобладает доля электронной проводимости и температура микродуговых разрядов отрицательной (относительно обрабатываемой детали) полярности значительно выше, что позволяет лучше проплавить керамическую пленку и сделать ее более плотной. Более плотная пленка имеет повышенные физико-механические характеристики, лучшую адгезию к основе и более износостойка. Кроме того, форма импульса в известном способе облегчает процесс поджига микродуги, но не обеспечивает инициирования микродугового режима в дефектных местах покрытия, что также отражается на качестве покрытия.
Closest to the invention is a method of microarc anodizing in an alkaline electrolyte with voltage pulses of amplitude 100-1000 V with a pulse repetition rate of 1-10 kHz, the pulses having a two-stage shape, and the ratio of voltage amplitudes of the first and second stages is 1: 8-12, and the duration pulse in the first stage 1-3 μs, in the second 10-20 μs [5]
The disadvantage of this method is that the processing is carried out only by voltage pulses of positive polarity and the formation of the coating occurs mainly due to ionic conductivity in the electrolyte, while with pulses of negative polarity the proportion of electronic conductivity and the temperature of the microarc discharges of negative (relative to the workpiece) polarity are significantly higher , which allows you to better melt the ceramic film and make it more dense. A denser film has improved physical and mechanical characteristics, better adhesion to the base and is more wear-resistant. In addition, the pulse shape in the known method facilitates the ignition of the microarc, but does not provide the initiation of the microarc mode in the defective areas of the coating, which also affects the quality of the coating.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для микродугового оксидирования вентильных металлов и сплавов [6] которое содержит ванну с электролитом, соединенную через шунт со второй ванной и через второй шунт с первым электронным ключом, соединенным с первым конденсатором. Токоподвод второй оксидируемой детали через последовательно соединенный второй электронный ключ и второй конденсатор, соединен с входной клеммой источника питания, а токоподвод первой оксидируемой детали соединен со второй клеммой источника питания. Кроме того, введены два блока синхронизации и формирователь импульсов. Closest to the proposed is a device for microarc oxidation of valve metals and alloys [6] which contains a bath with an electrolyte connected through a shunt to a second bath and through a second shunt with a first electronic key connected to the first capacitor. The current supply of the second oxidizable part through a second electronic key and the second capacitor connected in series is connected to the input terminal of the power source, and the current supply of the first oxidizable part is connected to the second terminal of the power source. In addition, two synchronization units and a pulse shaper were introduced.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет формировать покрытие только на вентильных металлах и сплавах, кроме того, формирование покрытий в пределах только промышленной частоты (50 Гц) не позволяет существенно влиять на структуру покрытий, а следовательно, варьировать и улучшать их качество. A disadvantage of the known device is that it allows you to form a coating only on valve metals and alloys, in addition, the formation of coatings within only the industrial frequency (50 Hz) does not significantly affect the structure of the coatings, and therefore, vary and improve their quality.

Цель изобретения повышение качества покрытий и расширение гаммы обрабатываемых металлов и сплавов. The purpose of the invention is improving the quality of coatings and expanding the range of processed metals and alloys.

Цель достигается тем, что обработку ведут при наложении на обрабатываемое изделие чередующихся положительных и отрицательных импульсов напряжения низкой частоты 0,05-1 кГц с амплитудой 100-500 В и длительностью 0,001-0,01 с, а в каждый из анодных полупериодов дополнительно высокочастотные положительные импульсы с амплитудой 600-1000 В, частотой 1-10 кГц и длительностью 0,1-1 мкс. The goal is achieved in that the processing is carried out by applying alternating positive and negative voltage pulses of a low frequency of 0.05-1 kHz with an amplitude of 100-500 V and a duration of 0.001-0.01 s on a workpiece, and additionally high-frequency positive in each anode half-cycle pulses with an amplitude of 600-1000 V, a frequency of 1-10 kHz and a duration of 0.1-1 μs.

Цель также достигается тем, что для реализации способа предлагается устройство, содержащее источник питания, ванну для электролита, электронные ключи и инвертор, снабженное двумя регулируемыми выпрямителями, соответственно, низкого и высокого напряжений, дополнительным электронным ключом и блоками управления электронных ключей инвертора и дополнительного электронного ключа, при это регулируемые выпрямители включены параллельно друг другу и в одну из диагоналей последовательно-параллельного инвертора, собранного на электронных ключах, в другую диагональ которого включена ванна для электролита, а дополнительный электронный ключ включен последовательно в цепь между выпрямителями. The goal is also achieved by the fact that for the implementation of the method, a device is proposed comprising a power source, an electrolyte bath, electronic keys and an inverter, equipped with two adjustable rectifiers, respectively, low and high voltage, an additional electronic key and control units for the electronic keys of the inverter and an additional electronic key while adjustable rectifiers are connected in parallel to each other and to one of the diagonals of a series-parallel inverter assembled on electronic keys ah, the other diagonal of which included an electrolyte bath, and an additional electronic switch is serially connected between the rectifiers.

Цель достигается также тем, что в устройстве в качестве электронных ключей инвертора использованы силовые транзисторы, а в качестве дополнительного электронного ключа высокочастотный тиристор. The goal is also achieved by the fact that power transistors are used in the device as electronic keys of the inverter, and a high-frequency thyristor as an additional electronic key.

Именно выполнение заявленного устройства, обеспечивающего подачу на ванну разнополярных импульсов напряжения 100-500В низкой частоты 0,05-1 кГц с одновременным наложением в анодный полупериод импульсов 600-1000 В высокой частоты 1-10 кГц, позволяет, согласно способу, формировать покрытия не только на вентильных металлах и сплавах, но и на черных и цветных металлах с улучшением их качества. It is the implementation of the claimed device, which provides the supply to the bath of multipolar voltage pulses of 100-500V low frequency 0.05-1 kHz with the simultaneous imposition of 600-1000 V high frequency 1-10 kHz pulses in the anode half-cycle, which allows, according to the method, to form coatings on valve metals and alloys, but also on ferrous and non-ferrous metals with an improvement in their quality.

Микродуговые разряды при наложении чередующихся разнополярных импульсов горят в анодном и в катодном полупериодах, только области их существования различны: анодные горят на границе пленка-электролит, а катодные на границе металл-оксид. Дополнительное наложение на чередующиеся низкочастотные импульсы более высоких по амплитуде высокочастотных импульсов в анодный полупериод, обеспечивает более легкий пробой пленки, за счет того, что суммарный ток в этот полупериод повышается, что создает благоприятные условия для организации разрядов не только на оксидных пленках с явно выраженными вентильными свойствами, но и на иных, как то Fe2O3, СuО и др.During superposition of alternating bipolar pulses, microarc discharges burn in the anodic and cathodic half-periods, only the regions of their existence are different: the anodic ones burn at the film-electrolyte interface, and the cathodic ones at the metal-oxide interface. An additional overlap on alternating low-frequency pulses of higher-amplitude high-frequency pulses in the anode half-cycle provides easier breakdown of the film, due to the fact that the total current in this half-period increases, which creates favorable conditions for the organization of discharges not only on oxide films with distinct valve properties, but also on others, such as Fe 2 O 3 , CuO, etc.

Наложение высокочастотных импульсов способствует улучшению структуры покрытий, их более мелкокристаллическому строению, что повышает их плотность и микротвердость и уменьшает пористость. Поскольку частота высоковольтных импульсов в 1-200 раз выше низковольтных, то при формировании покрытие подвергается многократному модифицированию, что также отражается на его структуре. Кроме того, высокочастотные импульсы имеют большую амплитуду напряжения, но меньшую мощность, чем низкочастотные импульсы, и они инициируют микродуговой процесс в дефектных местах покрытия, что обеспечивает его более плотное формирование. The application of high-frequency pulses improves the structure of the coatings and their finer-crystalline structure, which increases their density and microhardness and reduces porosity. Since the frequency of high-voltage pulses is 1–200 times higher than low-voltage ones, the coating undergoes multiple modifications during formation, which also affects its structure. In addition, high-frequency pulses have a large voltage amplitude, but lower power than low-frequency pulses, and they initiate a microarc process in defective areas of the coating, which ensures its denser formation.

Выход за пределы предложенных значений длительности импульсов и частота их следования приводит к ухудшению качества покрытий. Going beyond the proposed values of the pulse duration and their repetition rate leads to a deterioration in the quality of coatings.

Изобретение может быть проиллюстрировано примерами, представленными ниже и в таблице. The invention can be illustrated by the examples presented below and in the table.

Обработке подвергали металлы и сплавы вентильной группы Al, Ti, DI6, BТ-3, МА2, а также черные металлы Ст.3 и цветные Сu на установке, схема и работа которой описаны ниже. Параметры процесса определяли: импульсное напряжение регистрировали осциллографом, частоту импульсов контролировали частотомером. Параметры качества покрытий: толщина, микротвердость, пористость и износостойкость. Толщину измеряли на оптическом микроскопе по шлифу с точностью ±10 мкм, микротвердость определяли на приборе ПМТ-3 при нагрузке на алмазную пирамиду 196 Н. Пористость оценивали по шлифу покрытия под микроскопом путем подсчета количества пор, приходящихся на 1 мм2. Износостойкость подсчитывалась по массовому износу покрытия, приходящемуся на единицу поверхности трения. Испытания проводились по стандартной методике на машине трения 2070СМТ-1 по схеме трения диск (сталь ШХ 15) колодка (исследуемый образец).The metals and alloys of the valve group Al, Ti, DI6, BT-3, MA2, as well as ferrous metals St.3 and non-ferrous Cu were subjected to treatment at a facility, the scheme and operation of which are described below. The process parameters were determined: the pulse voltage was recorded by an oscilloscope, the pulse frequency was controlled by a frequency meter. Coating quality parameters: thickness, microhardness, porosity and wear resistance. The thickness was measured on an optical microscope using a thin section with an accuracy of ± 10 μm, the microhardness was determined on a PMT-3 device with a load on a 196 N diamond pyramid. Porosity was estimated by coating thin section under a microscope by counting the number of pores per 1 mm 2 . Wear resistance was calculated by the mass wear of the coating per unit of friction surface. The tests were carried out according to the standard method on a friction machine 2070СМТ-1 according to the friction scheme disk (steel ШХ 15) block (test sample).

Пример 1. В ванну, являющуюся одним из электродов, с электролитом на дистиллированной воде, состоящим из 2 г/л КОН и 6 г/л жидкого стекла (Ma2SiO3•9H2) опускают деталь из сплава алюминия Д16 второй электрод и включают источник питания. Питающее напряжение формирует на выпрямителях соответствующие выпрямленные напряжения низкое (до 600 В) и высокое (до 1100 В), регулируемые по амплитуде. На обрабатываемую деталь и электролитическую ванну, благодаря включению их в одну из диагоналей инвертора, собранного на электронных ключах, которые попарно включаются и выключаются блоком управления электронных ключей, подаются чередующиеся положительные и отрицательные импульсы от первого выпрямителя (низкой частоты) с амплитудой 500 В и частотой 50 Гц с длительностью импульсов 0,01 с. Требуемая по выбранному режиму частота чередования импульсов задается блоком управления электронных ключей. При этом в каждый анодный относительно детали (образца) полупериод одновременно с низкочастотными импульсами дополнительно накладываются высокочастотные импульсы положительной полярности от второго выпрямителя, благодаря дополнительному электронному ключу и блоку его управления, с амплитудой 850 В, частотой 1000 Гц и длительностью 0,001 с.Example 1. In a bath, which is one of the electrodes, with an electrolyte in distilled water, consisting of 2 g / l KOH and 6 g / l of liquid glass (Ma 2 SiO 3 • 9H 2 ), a second electrode part of aluminum alloy D16 is lowered and turned on source of power. The supply voltage forms on the rectifiers the corresponding rectified voltage low (up to 600 V) and high (up to 1100 V), adjustable in amplitude. Due to their inclusion in one of the diagonals of the inverter assembled on electronic keys, which are switched on and off in pairs by the electronic key control unit, alternating positive and negative pulses from the first rectifier (low frequency) with an amplitude of 500 V and frequency are applied to the workpiece and the electrolytic bath 50 Hz with a pulse duration of 0.01 s. The pulse alternation frequency required for the selected mode is set by the electronic key control unit. At the same time, high-frequency pulses of positive polarity from the second rectifier are additionally superimposed simultaneously with low-frequency pulses in each anode half-period relative to the part (sample), thanks to an additional electronic key and its control unit, with an amplitude of 850 V, a frequency of 1000 Hz, and a duration of 0.001 s.

В продолжении 60 мин на детали формируется равномерное керамическое покрытие толщиной 210 мкм. Размеры детали (образца) подбирались таким образом, чтобы их поверхность составляла 0,6 дм2, поэтому использовались шайбы размером ⌀ 50•6 мм или шайбы o 30•6 мм и колодки 30х15х10 мм, обрабатываемые совместно. Температура электролита поддерживалась 30oC. Плотность тока 10 А/дм2. Исследования полученного покрытия на микротвердость, износостойкость и пористость, проведенные по описанным выше методикам, показали следующие результаты: микротвердость 25 ГПа; износостойкость 0,040 г/см2; пористость 1-2 пор/мм2.Over a period of 60 minutes, a uniform ceramic coating 210 microns thick is formed on the part. The dimensions of the part (sample) were selected so that their surface was 0.6 dm 2 , so washers ш 50 • 6 mm or washers o 30 • 6 mm and pads 30x15x10 mm, processed together, were used. The electrolyte temperature was maintained at 30 ° C. A current density of 10 A / dm 2 . Studies of the obtained coating on microhardness, wear resistance and porosity, carried out according to the methods described above, showed the following results: microhardness of 25 GPa; wear resistance 0,040 g / cm 2 ; porosity of 1-2 pores / mm 2 .

Пример 2. В ванну с электролитом на дистиллированной воде, состоящим из 2 г/л КОН и 9 г/л жидкого стекла опускают образец из алюминия АО и включают источник питания. На образец подаются чередующиеся положительные и отрицательные импульсы низкой частоты с амплитудой 450 В и частотой 500 Гц, длительностью 0,001 с. В каждый анодный полупериод дополнительно накладываются высокочастотные импульсы напряжением 1000 В, частотой 5 кГц и длительностью 0,5 мкс. Процесс формирования покрытия длится 40 мин. Плотность тока 10 А/дм2. Температура электролита 40 Сo. Полученная толщина покрытия 180 мкм. Свойства покрытия: микротвердость 18 ГПа; износостойкость 0,052 г/см2; пористость 3-4 пор/мм2.Example 2. In a bath with an electrolyte in distilled water, consisting of 2 g / l KOH and 9 g / l of liquid glass, a sample of aluminum AO is lowered and a power source is turned on. Alternating positive and negative low-frequency pulses with an amplitude of 450 V and a frequency of 500 Hz and a duration of 0.001 s are applied to the sample. In each anode half-cycle, high-frequency pulses with a voltage of 1000 V, a frequency of 5 kHz and a duration of 0.5 μs are additionally superimposed. The coating process lasts 40 minutes. Current density 10 A / dm 2 . The temperature of the electrolyte is 40 ° C. The resulting coating thickness is 180 μm. Coating properties: microhardness 18 GPa; wear resistance 0,052 g / cm 2 ; porosity 3-4 pores / mm 2 .

В таблице представлены условия формирования и свойства полученных покрытий на других металлах и сплавах. Как следует из данных таблицы, предлагаемый способ позволяет получить покрытия, обладающие высокими физико-механическими характеристиками. The table shows the conditions of formation and properties of the coatings obtained on other metals and alloys. As follows from the table, the proposed method allows to obtain coatings with high physical and mechanical characteristics.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 и 3 примеры структурных схем блоков управления электронных ключей инвертора и дополнительного электронного ключа соответственно. In FIG. 1 is a block diagram of a device for implementing the method; in FIG. 2 and 3 are examples of block diagrams of control units of electronic keys of an inverter and an additional electronic key, respectively.

Устройство содержит (фиг.1) электролитическую ванну 1 с деталью 2, последовательно-параллельный инвертор 3, собранный на электронных ключах 4 - 7, основной выпрямитель 8 низкого напряжения (до 600 В), второй выпрямитель 9 высокого напряжения (до 110 В), который гальванически развязан с сетью, дополнительный электронный ключ 10, блок управления электронных ключей инвертора 11 и блок управления дополнительного электронного ключа 12, а также защитные диоды 13 18. The device contains (Fig. 1) an electrolytic bath 1 with part 2, a series-parallel inverter 3 assembled on electronic switches 4 to 7, a main low voltage rectifier 8 (up to 600 V), a second high voltage rectifier 9 (up to 110 V), which is galvanically isolated from the network, an additional electronic key 10, the control unit of the electronic keys of the inverter 11 and the control unit of the additional electronic key 12, as well as protective diodes 13 18.

В качестве электронных ключей 4-7 инвертора использованы мощные силовые транзисторы типа 2М5-63-8-1-А (на ток 63 А, напряжение 800 В), а в качестве дополнительного электронного ключа 10 высокочастотный тиристор типа ТЧ 125. Power electronic transistors of type 2M5-63-8-1-A (for a current of 63 A, voltage of 800 V) were used as electronic keys of a 4-7 inverter, and a high-frequency thyristor of type ТЧ 125 as an additional electronic key.

Принцип работы устройства заключается в осуществлении на нагрузке (электролитической ванне) разнополярных импульсов напряжения от основного выпрямителя 8 с одновременной подачей в положительный полупериод (относительно обрабатываемой детали 2) высокочастотных импульсов высокого напряжения от выпрямителя 9. The principle of operation of the device is the implementation of a load (electrolytic bath) of bipolar voltage pulses from the main rectifier 8 with simultaneous supply to the positive half-period (relative to the workpiece 2) of high-frequency high-voltage pulses from the rectifier 9.

Блоки управления транзисторными ключами и тиристором (фиг.2 и 3) могут быть выполнены на основе генератора прямоугольных импульсов 19 (фиг. 2), прямой Q и инверсный

Figure 00000002
выходы которого через инверторы 20 и 21, осуществляющие задержку фронта импульса, поступают в блок 11, где сигналы проходя через линию задержки 22 и усилители тока 23 и 24 формируют командные импульсы и для управления транзисторными ключами 4 7. Блок управления тиристором 12 включает инвертор 25 (фиг. 3), задержку 26 и генератор прямоугольных импульсов 27, с которого сигнал, через выходной транзистор 28 поступает на управляющий электрод дополнительного электронного ключа 10.The control units of the transistor switches and the thyristor (figure 2 and 3) can be made on the basis of a rectangular pulse generator 19 (figure 2), direct Q and inverse
Figure 00000002
the outputs of which through inverters 20 and 21, which delay the pulse front, enter block 11, where the signals passing through the delay line 22 and current amplifiers 23 and 24 form command pulses for controlling transistor switches 4 7. The control unit for thyristor 12 includes an inverter 25 ( Fig. 3), a delay 26 and a rectangular pulse generator 27, from which the signal, through the output transistor 28, is supplied to the control electrode of an additional electronic switch 10.

Генераторы прямоугольных импульсов 19 и 27 могут быть собраны на базе интегральных микросхем типа К155АГ3, а инверторы и линии задержки 20 22, 25, 26 на микросхемах К155ЛНI и К155ЛАЗ соответственно. The rectangular pulse generators 19 and 27 can be assembled on the basis of integrated circuits of the K155AG3 type, and the inverters and delay lines 20 22, 25, 26 on the K155LNI and K155LAZ microcircuits, respectively.

Устройство, реализирующее предлагаемый способ, работает следующим образом. При подаче от источника питания (на фиг. 1 не показан) напряжения, на выпрямителях 8 и 9 вырабатываются соответствующие выпрямленные напряжения. Электронные ключи 4 7 инвертора, собранные по мостовой схеме, изменяют полярность протекания тока через ванну с частотой, за даваемой блоком управления 11. A device that implements the proposed method works as follows. When a voltage is supplied from a power source (not shown in FIG. 1), corresponding rectified voltages are generated on rectifiers 8 and 9. The electronic keys 4 to 7 of the inverter, assembled according to the bridge circuit, change the polarity of the current flow through the bath with a frequency given by the control unit 11.

В анодный полупериод через электронный ключ 10 на ванну дополнительно подаются высоковольтные импульсы высокой частоты от выпрямителя 9. Управление ключом 10 осуществляется через гальваническую развязку блоком 12 (фиг. 3). In the anode half-cycle through the electronic key 10, additional high-voltage high-frequency pulses from the rectifier 9 are additionally supplied to the bath. The key 10 is controlled through galvanic isolation by block 12 (Fig. 3).

Схема блока управления (фиг. 2) транзисторными ключами попеременно подает отпирающее напряжение на пары транзисторов 4 и 7 или 5 и 6, обеспечивает задержку управляющих сигналов так, чтобы не допустить протекания сквозного тока через транзисторный мост и отпирает (запирает) пары транзисторов с задержкой так, чтобы транзистор, ближний к земле, открывался (закрывался) первым. The circuit of the control unit (Fig. 2) transistor switches alternately delivers the unlocking voltage to the pairs of transistors 4 and 7 or 5 and 6, provides a delay of the control signals so as to prevent the flow of through current through the transistor bridge and unlocks (locks) the pairs of transistors with a delay so so that the transistor closest to the ground opens (closes) first.

Таким образом, снабжение предлагаемого устройства двумя регулируемыми выпрямителями соответственно низкого и высокого напряжений, дополнительным электронным ключом и блоками управления обеспечивает подачу на ванну разнополярных импульсов напряжения с наложением дополнительно в анодный полупериод высокочастотных импульсов, высокого напряжения, что соответствует режимам предлагаемого способа. Thus, the supply of the proposed device with two adjustable rectifiers, respectively, low and high voltages, an additional electronic switch and control units ensures the supply to the bath of multi-polar voltage pulses with the imposition of additional high-frequency pulses, high voltage in the anode half-cycle, which corresponds to the modes of the proposed method.

Предлагаемое устройство для микродугового оксидирования позволяет обеспечить формирование покрытий не только на вентильных металлах и сплавах, но и на других черных и цветных металлах и сплавах и улучшить качество этих покрытий. Кроме того, применение в устройстве в качестве основного выпрямителя с более низкими значениями напряжения (до 600 В) уменьшает затраты на его изготовление и эксплуатацию. The proposed device for microarc oxidation allows for the formation of coatings not only on valve metals and alloys, but also on other ferrous and non-ferrous metals and alloys and to improve the quality of these coatings. In addition, the use of a device as the main rectifier with lower voltage values (up to 600 V) reduces the cost of its manufacture and operation.

Claims (3)

1. Способ микродугового оксидирования металлических изделий, преимущественно анодно-катодного оксидирования, включающий обработку изделий в щелочном электролите импульсами напряжения амплитудой 100 1000 В и частотой 1 10 кГц, отличающийся тем, что обработку ведут при наложении на обрабатываемое изделие чередующихся положительных и отрицательных импульсов напряжения низкой частоты 0,05 1,0 кГц с амплитудой 100 500 В и длительностью 0,001 0,01 с, а в каждый из анодных полупериодов дополнительно накладывают высокочастотные положительные импульсы с амплитудой 600 10000 В, частотой 1 10 КГц и длительностью 0,1 1,0 мкс. 1. The method of microarc oxidation of metal products, mainly anodic-cathodic oxidation, comprising processing products in an alkaline electrolyte with voltage pulses of amplitude 100 1000 V and a frequency of 1 10 kHz, characterized in that the processing is carried out when superimposed alternating positive and negative voltage pulses of low voltage frequency 0.05 1.0 kHz with an amplitude of 100 500 V and a duration of 0.001 0.01 s, and in each of the anode half-periods additionally impose high-frequency positive pulses with amp itudoy 600 10000 V, a frequency of 1 10KHz and a duration of 0.1 1.0 microseconds. 2. Устройство для микродугового оксидирования металлических изделий, преимущественно анодно-катодного оксидирования, содержащее источник питания, ванну для электролита, электронные ключи и инвертор, отличающееся тем, что оно снабжено двумя регулируемыми выпрямителями соответственно низкого и высокого напряжений, дополнительным электронным ключом и блоками управления электронных ключей инвертора и дополнительного электронного ключа, при этом регулируемые выпрямители включены параллельно друг другу и в одну из диагоналей последовательно-параллельного инвертора, собранного на электронных ключах, в другую диагональ которого включена ванна для электролита, а дополнительный электронный ключ включен последовательно в цепь между выпрямителями. 2. Device for microarc oxidation of metal products, mainly anodic-cathodic oxidation, containing a power source, an electrolyte bath, electronic keys and an inverter, characterized in that it is equipped with two adjustable rectifiers, respectively, low and high voltage, an additional electronic key and electronic control units the inverter keys and an additional electronic key, while adjustable rectifiers are connected in parallel to each other and in one of the diagonals are followed a parallel-parallel inverter assembled on electronic keys, in another diagonal of which a bath for electrolyte is included, and an additional electronic key is connected in series to the circuit between the rectifiers. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве электронных ключей инвертора используют силовые транзисторы, а в качестве дополнительного электронного ключа высокочастотный тиристор. 3. The device according to claim 2, characterized in that power transistors are used as electronic keys of the inverter, and a high-frequency thyristor as an additional electronic key.
SU5014626 1991-11-04 1991-11-04 Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment RU2070947C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5014626 RU2070947C1 (en) 1991-11-04 1991-11-04 Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5014626 RU2070947C1 (en) 1991-11-04 1991-11-04 Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2070947C1 true RU2070947C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=21590576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5014626 RU2070947C1 (en) 1991-11-04 1991-11-04 Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2070947C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884405A3 (en) * 1997-05-24 1999-04-14 Anatoli J. Prof. Dr. Vassiliev Process for obtaining hard oxide layers on the surface of a light metal based substrate
WO1999031303A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-24 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys
WO2005008682A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Infineon Technologies Ag Electrically conducting element comprising an adhesive layer, and method for depositing an adhesive layer
RU2525172C2 (en) * 2009-02-06 2014-08-10 Еадс Дойчланд Гмбх Sensor device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское сивдетельство СССР N 926084, кл. C 25 D 11/02, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР N 1200591, кл. C 25 D 11/02, 1982. 3. Авторское свидетельство СССР N 1458445, кл. C 25 D 21/12, 1987. 4. Авторское сивдетельство СССР N 1496322, кл. C 25 D 21/12, 1987. 5. Авторское сивдетельство СССР N 1767043, кл. C 25 D 11/02, 1990. 6. Авторское свидетельство СССР N 1504292, кл. C 25 D 11/02, 1987. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884405A3 (en) * 1997-05-24 1999-04-14 Anatoli J. Prof. Dr. Vassiliev Process for obtaining hard oxide layers on the surface of a light metal based substrate
WO1999031303A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-24 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys
US6365028B1 (en) 1997-12-17 2002-04-02 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminum alloys
AU747068B2 (en) * 1997-12-17 2002-05-09 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys
AU747068C (en) * 1997-12-17 2002-11-07 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys
WO2005008682A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Infineon Technologies Ag Electrically conducting element comprising an adhesive layer, and method for depositing an adhesive layer
US7540950B2 (en) 2003-07-03 2009-06-02 Infineon Technologies, Ag Electrically conductive body including an adhesion promoter layer, and process for depositing an adhesion promoter layer
RU2525172C2 (en) * 2009-02-06 2014-08-10 Еадс Дойчланд Гмбх Sensor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4028892B2 (en) Method and circuit arrangement for generating current pulses for electrolytic metal deposition
US9018802B2 (en) Pulsed power supply for plasma electrolytic deposition and other processes
KR950000279A (en) Electric discharge machine
HUP0002857A2 (en) Method of and arrangement for electrochemical machining
RU2008145736A (en) METHOD OF ELECTROCHEMICAL PROCESSING
MY132232A (en) Method and apparatus for electrochemical machining by bipolar current pulses
RU2070947C1 (en) Method for microarc oxidation of metal articles and device for its embodiment
JP2001513146A (en) Circuit configuration and method for pulse current supply in electroplating or etching equipment
US3616434A (en) Apparatus with power source for plating
US5963435A (en) Apparatus for coating metal with oxide
Raj et al. Pulse anodizing—an overview
JPS63150109A (en) Electric discharge machining for electric insulator
JPS60135127A (en) Positioning device of electric discharge machining unit
RU2081213C1 (en) Method of microarc application of coating to surface
RU2389830C2 (en) Method for micro-arc oxidation
US6465754B1 (en) Process and device for machining by electroerosion
US4211908A (en) Apparatus for high frequency discharge shaping of a workpiece by means of a rectangular bipolar pulsating voltage
WO1995018250A1 (en) Method of producing a coating on metals with unipolar conductivity
JPH11347842A (en) Electric discharge machining method and device
SU1723210A1 (en) Device for supply of electroplating bath with periodic current
JPS61168422A (en) Machining method of ceramics
RU2613250C2 (en) Micro-arc oxidation device
SU1148737A1 (en) Method of electric-discharge chemical machining
US2741586A (en) Electroplating metals
RU2073751C1 (en) Method for producing solid coatings on aluminium alloys