SU1624060A1 - Устройство дл микродугового оксидировани вентильных металлов и их сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  электролитической обработки поверхности вентильных металлов и их сплавов. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей путем одновременного проведени  процесса в одной ванне в нескольких режимах. Устройство содержит источник питани  (клеммы 1 и 2), ванну 3 дл  электролита 4, два токопровода дл  двух оксидируемых деталей 5 и 6. три блока 7, 8, 9 конденсаторов, два полупроводниковых вентил  10 и 11 и блок 12 циклировани  режимов (представл ющий собой реле времени с двум  независимыми каналами регулировани  включени  и паузы в диапазоне от 0,1 до 100 с, то есть он работает ,зк автоматический выключатель или переключатель ) Корпус ванны 3. дл  электролита 4 соединен с первой клеммой 1 источника питани , токоподвод дл  первой детали 5 соединен с первыми обкладками первого блока 7 конденсаторов и катодом первого вентил  10, токоподвод дл  второй детали 6 соединен с первыми обкладками второго блока 8 (Л С

Description

7Т

ff2

i-L

а

;

I

9±

/

М

о

го

N о о о

-Ию

-КЬ

.6

5

конденсаторов и анодом второго вентил  11, анод первого и катод второго вентилей 10 и 11 соединены с первыми обкладками третьего блока 9 конденсаторов, а вторые обкладки всех трех блоков 7, 8, 9 конденсаторов соединены со второй клеммой 2 источника питани , а обкладки третьего блока 9 конденсаторов через блок 12 циклироваИзобретение относитс  к оборудованию дл  электролитической обработки поверхности вентильных металлов и их сплавов с целью ее оксидировани  дл  повышени  коррозионной и износостойкости, теплостойкости, получени  электроизол ционных и декоративных покрытий и дл  других целей, и может быть использовано в машиностроении, авиационной, химической , радиоэлектронной промышленности и в медицине.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей путем одновременного проведени  процесса в одной ванне в нескольких режимах.

На фиг 1 представлена принципиальна  схема устройства; на фиг.2 - схема, реализующа  работу устройства по режиму 6; на фиг 3 - схема, реализующа  работу устройства по режиму 7.

Устройство дл  микродугового оксидирований вентильных металлов и их сплавов содержит источник питани  (клеммы 1 и 2). ванну 3 дл  электролита 4, два токоподвода дл  дв/х оксидируемых деталей 5 и 6, три блока 7 - 9 конденсаторов, два полупроводниковых вентил  10 и 11 и блок 12 циклировани  режимов, представл ющий собой реле времени с двум  независимыми каналами регулировани  включени  и паузы в диапазоне от 0,1 до 100 с, т.е. он работает как автоматический выключатель или переключатель .

Корпус ванны 3 дл  электролита 4 соединен с первой клеммой 1 источника питани , токоподвод дл  первой детали 5 соединен с первыми обкладками первого блока 7 конденсаторов и катодом первого вентил  10, токоподвод дл  второй детали 6 соединен с первыми обкладками второго блока 8 конденсаторов и анодом второго вентил  11, анод первого и катод второго вентилей 10 и 11 соединены с первыми обкладками третьего блока 9 конденсаторов, а вторые обкладки всех трех блоков 7-9 конденсаторов соединены со второй клеммой 2 источника питани , а обкладки третьни  режимов. Расширение технологических возможностей достигаетс  введением в данное устройство третьего блока конденсаторов и блока циклировани  режимов. При этом устройство позвол ет в одной ванне одновременно проводить процесс осаждени  на двух детал х и в разных режимах. 3 ил.

1

его блока 9 конденсаторов через блок 12 циклировани  режимов.

Устройство работает следующим образом .

Режим 1. Емкости первого 7 и второго 8

блока кондансаторов равны, емкость третьего блока 9 равна нулю - отключен (Ci Са; Сз - 0). Отношение катодного и анодного токов на обоих детал х 5 и 6 равна

единице

- (I

la/l V/I

Режим реализует работу известного ус- тройства в анодно-катодном режиме. Первый блок 7 конденсаторов зар жаетс  и разр жаетс  через первую деталь 5, второй блок 8 - через вторую дегэль 6,

Токовый сдвиг Д I 1К - 1а на обоих детал х 5 и 6 равен нулю.

Режим 2. Емкость первого блока 7 кон- ден1 зторов больше емкости второго блока 8, емкость третьего блока 9 равна нулю - отключек (Ci C2; Сз 0). Отношение кагод ного и анодного токов на первой детали 5 меньше единицы, на второй детали 6 -боль ше единицы

.

1.

11

Второй блок 8 конденсаторов, как имеющий меньшую емкость, зар жаетс  раньше первого блока 7 и поэтому через вторую деталь 6 зар жаетс  как второй блок 8 конденсаторов , так и первый блок 7 через венгили 10 и 11, а разр жаетс  через нее только второй блок 8 конденсаторов (первому блоку 1 разр жатьс  не позвол ют вентили 10 и 11). Первый блок 7 конденсаторов разр жаетс  полностью через первую деталь 5, а

зар жаетс  через нее лишь частично. Точо- вый сдвиг Л I на обоих детал х 5 и 6 по модулю одинаков и пропорционален разности емкостей Л С Ci - С2.

Режим 3. Этот режим асимметричен

второму режиму, т.е. Ci C2. Сз 0. Результат тог же, что и в случае режима 2

1

1

(к

W,|; I Токовый сдвиг на обоих детал х 5 и 6 по модулю также одинаков и пропорционален разности емкостей АС.

Режим 4. Емкость первого 7 и второго

8блоков конденсаторов равны, емкость третьего блока 9 - не равна нулю (Ci €2; Сз 0). Отношение катодного и анодного токов на первой детали 5 меньше единицы, на второй детали 6 - больше единицы:

( г)

11а/111а/И

Это происходит потому, что третий блок

9конденсаторов зар жаетс  через вторую деталь 6 и вентиль 11, а разр жаетс  через вентиль 10 и первую деталь 5, а первый 7 и второй 8 блоки зар жаютс  и разр жаютс  через соответствующие детали 5 и 6. Токовый сдвиг на обоих детал х 5 и 6 по модулю одинаков и пропорционален емкости третьего блока 9 конденсаторов Сз, т.е.

И .

W, W,,

Таким образом, режимы 2, 3, 4 реализуют работу известного устройства на второй детали 6, однако без потерь энергии на разр дном резисторе.

Режим 5. Емкости первого 7 и второго 8 блоков конденсаторов равны нулю - отключены , емкость третьего блока 9 - не равна нулю (Ci Сз 0; Сз 0). Третий блок 9 конденсаторов зар жаетс  через вторую деталь 6 и вентиль 11, а разр жаетс  через вентиль 10 и первую деталь 5. т.е. перва  деталь 5 работает в чисто анодном режиме, а втора  б - в чисто катодном

- (Я

Н 141

причем (la)i (1к)п

Таким образом, соответствующим подбором емкостей блоков 7, 8 и 9 достаточно просто можно неограниченно регулировать отношение катодного и анодного токов на детал х без потерь энергии, причем, обрабатыва  сразу две детали на асимметричных токовых режимах в одной ванне, что вдвое сокращает врем  получени  пары деталей или образцов с различными характеристиками .

Режим 6. Емкости первого 7 и второго 8 блоков конденсаторов равны нулю - отключены , емкость третьего блока 9 не равна нулю (Ci С2 0; Сз 0), токоподвод дл  второй детали 6 подсоединен к клемме 1 источника питани  (фиг.2,а). Перва  деталь 5 обрабатываетс  в чисто анодном режиме при максимальном значении напр жени ,

0

5

0

5

0

5

так как третий блок 9 конденсаторов зар жаетс  через вентиль 11 до напр жени  Ез, равного амплитудному значению напр жени  на клеммах 1 и 2 Ui,2 (в случае промышленной сети 380 В, 50 Гц - до 540 В). При работе в режиме 5 третий блок 9 конденсаторов зар жаетс  до напр жени  Ез. меньшего на величину падени  на второй детали 6 (Un)n, чем в режиме 6, т.е. до напр жени  E3 Ui,2-(Uic)ii.

Максимальное значение анодного напр жени  тогда составит (Ua)i Ui.2 + Ез, т.е. 2 U 1.2 дл  режима б (1080 В) и 2 Ui.2-(UK)n дл  режима 5.

Режим 7. Емкости первого 7 и второго 8 блоков конденсаторов равны нулю - отключены , емкость третьего блока 9 не равна нулю (Ci С2 0; С & 0), токоподвод дл  первой детали 5 подсоединен к клемме 1 источника питани  (фиг.З). Втора  деталь обрабатываетс  в чисто катодном режиме при максимальном значении напр жени  (U«)n 2 U 1,2. Режим 7 реализует работу известного устройства в катодном режиме.

Режим 8 - циклирование. Циклирова- ние режимов проводитс  с целью создани  новых технологических процессов и см гчени  процесса в анодно-катодном режиме, что позвол ет предотвратить резонансное самовозбуждение дугового разр да прч отношении

feH

и затухание микродугового разр да при отношении

1

0

5

0

5

на конечных стади х процесса. Конструкци  блока 12 циклировани  позвол ет автоматически включать и выключать на определенные промежутки времени в диапазоне 0,1 - 100 с третий блок 9 конденсаторов , в результате чего в режиме 4 перва  деталь 5 работает в анодно-катодном режиме попеременно при соотношени х I

Г 1 и

а/1V-D/|

а втора  деталь 6 - при соотношени х:

М 1 ч,

В режиме 6 и 7 при включении блока 12 циклировани  режимов в качестве автоматического переключател , как показано на фиг.2 и 3, реализуетс  соответственно попеременно чисто анодный и анодно-кагодный режим с соотношением - 1 на

а

I A

т- 1 и

первой детали 5 или чисто катодный и анод- но-катодный режим с соотношением

тЧ 1 на второй детали 6. Последнее

а/

реализует в полном объеме работу известного устройства. Границы интервалов циклировани  0,1 - 100с. Определены экспериментально как предельные: ниже 0,1 с система не успевает реагировать, выше 100 с - необратимо перестраиваетс .

Таким образом, рассмотренный набор режимов 1 - 8 полностью перекрывает работу известных устройств и значительно расшир ет их возможности.

Данное устройство при простоте технического исполнени  позвол ет реализовать одновременную обработку двух деталей в одной ванне на асимметричных токовых режимах с неограниченным регулированием соотношени  катодного и анодного токов без потерь энергии. При одинаковом времени обработки деталь, оксидируема  при

К)1 1а/

имеет твердость выше, чем деталь, оксидируема  при соотношении

в)1что позвол ет в одном цикле получать пару трени  с оптимальным соотношением твер- достей ответных деталей.

При исследовании вли ни  соотношеU

ни  -т- на свойства покрыти  данное уст- la

ройство позвол ет сократить эксперимент вдвое, так как образцы можно покрывать парами на асимметричных токовых режимах. Циклирование различных режимов позвол ет разрабатывать новые технологические процессы и улучшать качество покрытий за счет см гчени  процесса в анодно-ка- тодном режиме при работе на переменном соотношении катодного и анодного токов.

Кроме того, возможна обработка одной

детали в чисто анодном или чисто катодном режиме при повышении максимального значени  напр жени , что также расшир ет технологические и экспериментальные возможности ,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  микродугового оксидировани  вентильных металлов и их сплавов, содержащее источник питани  с двум 

   клеммами, ванну дл  электролита, корг.ус которой соединен с первой клеммой источника питани , два вентил , два токоподвода дл  двух оксидируемых деталей и два блока конденсаторов, вторые обкладки которых

   соединены с второй клеммой источника питани , отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем одновременного проведени  процесса в одной ванне в нескольких режимах , оно снабжено третьим блоком конденсаторов и блоком циклировани  режимов с независимым регулированием включени  и паузы, причем токоподвод дл  первой детали соединен с первыми

   обкладками первого блока конденсаторов и катодом первого вентил , токоподвод дл  второй детали соединен с первыми обкладками второго блока конденсаторов и анодом второго вентил , ачод первого -.i

   катод второго вентилей - с первыми об кладками третьего блока конденсаторов, а втора  обкладка третьего блока конденсаторов соединена с второй клеммой источника питани  через блок циклировани 

   режимов.

   - 51

   79

   X/

   /2/0

   Ldго

   9f

   .

   ЯЯ

   га.

   irJ

   J 4

   Фиг. 2

   9-

   /A

   M

   J

   #