钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置

摘要

本发明提出一种钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置，包括电解槽、升降机和阴极组件；阴极组件包括阴极、护板组件和柔性密封胶板；阴极安装在护板组件内，并处于钛合金部件下降路径两侧；上护板、后护板和下护板将阴极上表面、下表面和背向钛合金部件下降路径的侧面封闭，镂空前护板固定在阴极朝向钛合金部件下降路径的侧面，镂空前护板上均布有镂空孔，镂空面积根据电场强度要求设置；两个下护板前端固定有柔性密封胶板，当升降机能够带动钛合金部件下降时，柔性密封胶板与钛合金部件贴合，使已氧化完成的钛合金部件部分脱离电场。本发明将片状开放型改为下部封闭的阴极，使氧化后的钛合金脱离电场，这不但节省了能量，还可有效防止钛合金的烧蚀。

权利要求

1.一种钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置，其特征在于：包括电解槽、升降机和阴极组件；所述阴极组件浸入并固定在电解槽上部；升降机能够带动钛合金部件下降浸入电解槽；

所述阴极组件包括阴极、护板组件和柔性密封胶板；阴极安装在护板组件内，并处于钛合金部件下降路径两侧；所述护板组件由上护板、镂空前护板、后护板和下护板组成；上护板、后护板和下护板将阴极上表面、下表面和背向钛合金部件下降路径的侧面封闭，镂空前护板固定在阴极朝向钛合金部件下降路径的侧面，镂空前护板上均布有镂空孔，镂空面积根据电场强度要求设置；

两个下护板前端固定有柔性密封胶板，当升降机能够带动钛合金部件下降时，柔性密封胶板与钛合金部件贴合，使已氧化完成的钛合金部件部分脱离电场。

说明书

钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及轻金属表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置。

背景技术

[0002] 目前，国内外微弧氧化电源最大输出平均电流在500A左右，按氧化电流密度2A/dm2计算，一次处理面积也只有2.5m2，对于大型壁板及其他超过3m2的大尺寸钛合金部件均
无法一次性氧化处理。近年来，微弧氧化业界开发了扫描式微弧氧化处理装置及工艺，实现
了大型铝合金部件的连续无印痕微弧氧化处理。然而，此种方法在处理钛合金大型部件时，
常出现烧蚀或氧化膜脱落。鉴于现阶段不可能制造出适合超大面积的微弧氧化设备，因此
针对大尺寸钛合金部件，在微弧氧化电源功率不增加的前提下，研究适宜的(不产生印痕及
烧蚀)微弧氧化处理装置及工艺，是解决大尺寸钛合金微弧氧化处理的重要途径。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有扫描式微弧氧化装置及工艺的不足之处，具体涉及提供一种环保的、无印痕、无烧蚀的大尺寸钛合金微弧氧化处理装置及工艺。

[0004] 鉴于现有扫描式氧化阴极属片状开放型，在氧化过程中随阴极移动，前部电场逐渐增强，氧化愈来愈剧烈，后部电场逐渐变弱，弱电场不足以确保全面放电起弧，放电只在
氧化膜缺陷部位(砂眼、气孔或偏析等)发生，其局部能量过大使其原有氧化膜烧蚀或脱落。
本发明将其阴极固定在电解槽上，由片状开放型改为下部封闭(留有可使阳极物件下落的
间隙)的阴极(见图1)。使其氧化后的部分脱离电场，这不但节省了能量，还可有效防止钛合
金的烧蚀。

[0005] 本发明的技术方案为：

[0006] 所述一种钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置，其特征在于：包括电解槽、升降机和阴极组件；所述阴极组件浸入并固定在电解槽上部；升降机能够带动钛合金部件下降浸
入电解槽；

[0007] 所述阴极组件包括阴极、护板组件和柔性密封胶板；阴极安装在护板组件内，并处于钛合金部件下降路径两侧；所述护板组件由上护板、镂空前护板、后护板和下护板组成；
上护板、后护板和下护板将阴极上表面、下表面和背向钛合金部件下降路径的侧面封闭，镂
空前护板固定在阴极朝向钛合金部件下降路径的侧面，镂空前护板上均布有镂空孔，镂空
面积根据电场强度要求设置；

[0008] 两个下护板前端固定有柔性密封胶板，当升降机能够带动钛合金部件下降时，柔性密封胶板与钛合金部件贴合，使已氧化完成的钛合金部件部分脱离电场。

[0009] 有益效果

[0010] 本发明适用于钛合金部件的微弧氧化(陶瓷化)处理。其优点在于：

[0011] (1)在不增加电源功率的前提下，可进行任意大尺寸钛合金部件的微弧氧化处理；

[0012] (2)氧化膜无印痕、无烧蚀、膜层致密；

[0013] (3)电解液组成简单，维护成本低；电解液不含环保限制元素且电解液为中性(pH为7～8)，无毒无害；日常无需更换，绿色环保。

[0014] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0015] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0016] 图1：本发明的结构示意图；

[0017] 图2：阴极组件结构示意图；

[0018] 其中：1、升降机；2、钛合金部件；3、电解槽；4、阴极组件；5、上护板；6、镂空前护板；7、阴极；8、后护板；9、下护板；10、柔性密封胶板。

具体实施方式

[0019] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0020] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

[0021] 本发明的目的在于克服现有扫描式微弧氧化装置及工艺的不足之处，具体涉及提供一种环保的、无印痕、无烧蚀的大尺寸钛合金微弧氧化处理装置及工艺。

[0022] 鉴于现有扫描式氧化阴极属片状开放型，在氧化过程中随阴极移动，前部电场逐渐增强，氧化愈来愈剧烈，后部电场逐渐变弱，弱电场不足以确保全面放电起弧，放电只在
氧化膜缺陷部位(砂眼、气孔或偏析等)发生，其局部能量过大使其原有氧化膜烧蚀或脱落。
本发明将其阴极固定在电解槽上，由片状开放型改为下部封闭(留有可使阳极物件下落的
间隙)的阴极(见图1)。使其氧化后的部分脱离电场，这不但节省了能量，还可有效防止钛合
金的烧蚀。

[0023] 基于上述原理，本实施例中的钛合金部件无印痕微弧氧化处理装置，包括电解槽3、升降机1和阴极组件4；所述阴极组件4浸入并固定在电解槽3上部；升降机1能够带动钛合
金部件2下降浸入电解槽。

[0024] 如图2所示，所述阴极组件包括阴极7、护板组件和柔性密封胶板10；阴极7安装在护板组件内，并处于钛合金部件下降路径两侧；所述护板组件由上护板5、镂空前护板6、后
护板8和下护板9组成；上护板、后护板和下护板将阴极上表面、下表面和背向钛合金部件下
降路径的侧面封闭，镂空前护板固定在阴极朝向钛合金部件下降路径的侧面，镂空前护板
上均布有镂空孔，镂空面积根据电场强度要求设置。

[0025] 两个下护板前端固定有柔性密封胶板，柔性密封胶板将阴极组件下部封闭，并能够让钛合金部件穿过，当升降机能够带动钛合金部件下降时，柔性密封胶板与钛合金部件
贴合，使已氧化完成的钛合金部件部分脱离电场。

[0026] 具体进行微弧氧化时，采用以下步骤：

[0027] (1)配制电解液：将40g/L六偏磷酸钠、5g/L WH-3加入纯净水中搅拌至完全溶解，然后加入适量硅酸钠调整Ph至7～8即可。

[0028] (2)准备规格1000*2000*2mm钛合金试件，去毛刺、去油污、水洗。

[0029] (3)将试件置入电解槽阴极中心，入水液面深度不超过20mm，接通阴、阳极。

[0030] (4)调整各电参数使其正常起弧，启动升降机，按0.05m/min匀速下降。

[0031] (5)氧化完毕后清洗钛合金部件表面残液。

[0032] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。