Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов



Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов
Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов
Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов

Владельцы патента RU 2733852:

ФГБОУ ВО "Тольяттинский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения покрытий на вентильные металлы и сплавы. Устройство содержит источник напряжения, подключенный к выпрямителю, выход которого соединен с корректором коэффициента мощности (ККМ) с независимым регулированием анодного и катодного напряжений на выходе. Выходы ККМ соединены со входами автономного инвертора, в выходной цепи которого расположена гальваническая ванна с деталью. При этом устройство содержит датчики напряжения и тока на ванне с деталью, подключенные к системе управления, которая подключена также к инвертору и ККМ. Дополнительно в электрической цепи последовательно с обрабатываемой деталью установлен дроссель, а параллельно ему - электрический ключ, подключенный также к системе управления. Технический результат: расширение технологических возможностей устройств микродугового оксидирования, получение режимов обработки с резкими и плавными изменениями фронтов тока в одном устройстве. 3 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию для электрохимической обработки поверхностей вентильных металлов и их сплавов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях для повышения износостойкости и коррозионной стойкости изделий.

Известно устройство, состоящее из конденсатора, включаемого последовательно между однофазной сетью переменного тока и выводами гальванической ванны с деталью. [Суминов И.В. Микродуговое оксидирование (Теория, технология, оборудование) / И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, A.M. Борисов. - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - С. 157, рис. 3.5-а]. Устройство работает в анодно-катодном режиме с плавным нарастанием и спаданием импульса формовочного напряжения. Регулировка действующего тока в схеме осуществляется изменением емкости конденсатора. Это устройство имеет недостатки, заключающиеся в невозможности независимого регулирования значения токов анодной и катодной составляющей, а также в нерегулируемой частоте процесса обработки. Это сужает возможности использования технологии для различных металлов и сплавов, так как соотношение токов в анодной и катодной части процесса, частота и скважность импульсов формовочного напряжения, а также скорость нарастания и спадания фронта тока через деталь являются значимыми технологическими параметрами для свойств формируемых покрытий [Суминов И.В. Микродуговое оксидирование (Теория, технология, оборудование) / И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, A.M. Борисов. - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - С.157, рис. 3.5-а].

Известно также устройство - технологический источник тока, принятое за прототип. Оно содержит выпрямитель с подключенным на его выходе корректором коэффициента мощности (ККМ) с независимым регулированием анодного и катодного напряжений, к которому подключен автономный инвертор тока. К выходу инвертора подключены клеммы гальванической ванны, а управление системой осуществляет система управления. [Патент №110090 Российская Федерация, МПК C25D 11/02 В02С, C25D 19/00 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА ДЛЯ МИКРОПЛАЗМЕННОГО ОКСИДИРОВАНИЯ: №2011117912/02, заявл. 2011.05.04: опубл. 2011.11.10 / Болыненко Андрей Викторович; заявитель ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный технический университет"]. Это устройство по сравнению с аналогом может независимо регулировать значение тока нагрузки и соотношение анодной и катодной составляющих тока. Устройство способно также регулировать частоту импульсов тока. Однако это устройство не способно регулировать скорость нарастания и спада фронта импульса тока. Это ограничивает технологические возможности источника питания при работе с разными металлами и их сплавами.

Предлагаемое изобретение направлено на расширение технологических возможностей устройств микродугового оксидирования: получение режимов обработки с различными скоростями нарастания и спада импульса тока в одном устройстве.

Технический результат достигается тем, что устройство содержит источник напряжения, подключенный к выпрямителю, а к выходу выпрямителя подключен ККМ с независимым регулированием анодного и катодного напряжений. Выход ККМ соединен со входом автономного инвертора, а в выходной цепи инвертора располагается гальваническая ванна с деталью. При этом устройство также содержит датчик тока, подключенный в цепь ванны, и датчик напряжения, включенный параллельно ванне с деталью. Оба датчика подключаются к системе управления, которая в свою очередь подключена к инвертору и ККМ, при этом в отличие от прототипа в электрическую цепь последовательно с обрабатываемой деталью введен дроссель, а параллельно ему - электрический ключ.

Изобретение иллюстрировано структурной схемой предлагаемого устройства (фиг.1).

В состав устройства входят: выпрямитель 1, источник напряжения 2, ККМ 3, автономный инвертор 4, система управления 5, деталь 6, гальваническая ванна 7, дроссель 8, датчик тока 9 детали 6, датчик напряжения 10 между деталью 6 и ванной 7, электрический ключ 11.

Устройство работает следующим образом. Выпрямитель 1 (фиг.1) выпрямляет входное сетевое напряжение от источника 2, при этом ККМ 3, подключаемый последовательно с выпрямителем 1, осуществляет электропотребление из сети с высоким коэффициентом мощности. Также ККМ 3 на своем выходе формирует два канала постоянного стабилизированного регулируемого напряжения (для питания анодной и катодной составляющих напряжения на инверторе 4). Указанные каналы подключаются на входы инвертора 4, который управляется от системы управления 5. Система управления 5 управляет также ККМ 3. Инвертор 4 формирует напряжение в цепи нагрузки из элементов: деталь 6, ванна 7, дроссель 8, датчик тока 9. Дроссель 8 ограничивает скорость нарастания тока в цепи ванны 7 и детали 6. Система управления 5 формирует импульсы управления на основе сигналов тока и напряжения, полученных от нагрузки через датчики тока 9 и напряжения 10. Датчик напряжения устанавливается параллельно соединению "деталь 6 - ванна 7". Параллельно дросселю 8 установлен ключ 11, который замыкается системой управления 5 для осуществления резкого нарастания тока в цепи "деталь 6 - ванна 7".

Если формировать напряжение в инверторе по заданному закону, например методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то можно добиться получения сглаженного тока в цепи "деталь 6 - ванна 7". Таким образом, дроссель выступает в роли динамического токоограничивающего элемента и позволяет формировать заданный закон изменения тока на нагрузке. Используя алгоритмы управления, можно также получить заданную по форме кривую напряжения на нагрузке, что расширяет функциональность источника.

По данной схеме изготовлен опытный образец устройства, на котором проведены практические исследования. Результаты представлены в виде осциллограмм напряжения и тока на ванне с деталью в разных режимах (на фиг.2, 3).

Для исследования схемы использовалось измерительное оборудование: для измерения напряжения на нагрузке - дифференциальный пробник DP-150 Pro производителя Pintek, для измерения тока нагрузки - токовый пробник ТРА-622 для осциллографов и мультиметров того же производителя, для регистрации процессов в файлы данных - плата ввода/вывода PCI-1714UL-ВЕ производителя Advantech.

Технический результат проиллюстрирован графиками (фиг.2, 3): при подключении дросселя и управлении инвертором с помощью ШИМ скорость нарастания тока изменилась с 500 кА/с до 0,67 кА/с, что для эвтектического алюминиево-кремниевого сплава дало рост оксидного слоя с 0,7-0,8 мкм/мин, до 1,7-1,8 мкм/мин.

Устройство для микродугового оксидирования металлов и сплавов, содержащее источник напряжения, подключенный к выпрямителю, выход которого соединен с корректором коэффициента мощности с независимым регулированием анодного и катодного напряжений, выходы которого соединены со входами автономного инвертора, в выходной цепи которого расположена гальваническая ванна с деталью, при этом устройство содержит датчики напряжения и тока на ванне с деталью, подключенные к системе управления, также к системе управления цепями управления подключены инвертор и корректор коэффициента мощности, отличающееся тем, что в электрической цепи последовательно с обрабатываемой деталью установлен дроссель, а параллельно ему - электрический ключ, подключенный к системе управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для гальванического получения наноструктур. Аппарат для автоматизированного получения слоистых металлических нанопроводов с контролируемым составом вдоль их длинной оси включает набор емкостей с растворами электролитов и промывочными растворами, электроды, источник постоянного тока и устройство для управления режимом электроосаждения, при этом аппарат содержит моторизованное устройство для перемещения электродов относительно основания, на котором размещены емкости с растворами, обеспечивая формирование металлических слоев различного состава, при этом рабочий электрод представляет собой пористую пленку с цилиндрическими каналами, обеспечивающую условия для роста нанопроводов за счет ограничения направлений роста металла стенками пор.

Изобретение относится к бессточной гальванохимической обработке деталей в нагреваемой процессной ванне операционного модуля. Выход насоса и/или самого устройства фильтрации процессной ванны соединяют с располагаемым в сборнике-концентраторе теплообменником с развитой поверхностью, а также с процессной ванной.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для хромирования преимущественно длинномерных тел вращения, например, валов и штоков с уступами, коническими и выпуклыми или вогнутыми участками или другим неправильным профилем со смещением одной части профиля относительно другой.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано на линиях гальванохимической обработки деталей и/или печатных плат. Устройство содержит оснащенный коммутирующим механизмом корпус, вход которого соединен со сливным трубопроводом ванны, а два его выхода соединены трубопроводами со сборниками обрабатывающей среды процессной ванны различной концентрации, при этом корпус выполнен в виде замкнутого объема ∇-образного профиля, соединяемого своей верхней поверхностью со сливом ванны, боковые поверхности которого соединены с выходными трубопроводами, при этом коммутирующий механизм выполняют в виде оси, неразъемно соединенной с двухсторонним лотком и размещенной в отверстиях и/или клипсах-опорах в нижней части корпуса, в которой установлен ложемент для размещения лотка, оснащенный направляющими для стока обрабатывающей среды, при этом лоток выполнен с возможностью углового перемещения в зависимости от концентрации сливаемой обрабатывающей среды процессной ванны.

Изобретение относится к области гальванотехники. Устройство включает внутренний уплотнительный элемент, капсулу, выпуск, отверстие, цилиндрический нерастворимый анод, патрубок для подачи электролита, и многочисленные форсунки.

Изобретение относится к оборудованию для электролитической обработки поверхностей металлов и сплавов и может быть использовано для получения оксидно-керамических покрытий.

Изобретение относится к области гальванотехники. Способ включает изготовление каркаса гальванической линии, содержащего вертикальные стойки, которые связывают между собой с помощью верхних и нижних связей в виде металлических труб, при этом вертикальные стойки каркаса оснащают опорами и одной или двумя парами дополнительных связей, которые располагают напротив друг друга между верхними и нижними связями, причем на одной из сторон вертикальных стоек устанавливают кронштейны для крепления трубопроводов и размещения электрических линий, а дополнительные и нижние связи оснащают соединенными с ними поперечными связями, установку площадки обслуживания линии, вертикальные стойки каркаса которой соединены с вертикальными стойками каркаса линии и снабжены кронштейнами и/или креплениями-клипсами для размещения трубопроводов, установку ванн гальванической линии в виде ванн объемной гальванохимической обработки, объемной промывки и поверхностной струйно-динамической промывки в технологической последовательности на связи, поперечные дополнительным связям, а на связи, поперечные нижним связям, баки-сборники электролитов, растворов и промывной воды, причем грузоопоры для установки штанги и/или подвода тока размещают на верхнем обрамлении верхних связей или на горизонтальных направляющих вдоль площадки обслуживания, и установку коммуникаций и системы вентиляции.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения оксидно-керамических покрытий. Устройство содержит источник трехфазного переменного или постоянного напряжения, подключенного к трехфазному мостовому выпрямителю, выходы которого соединены с фильтром, первый и второй датчики напряжения, повышающий высокочастотный трансформатор, вторичная обмотка которого одним выходом подключена к обрабатываемой детали, а другим выходом к катоду ванны с электролитом, первый датчик тока, компьютер, управляющий микроконтроллером, при этом оно дополнительно содержит понижающий и повышающий стабилизаторы напряжения, второй датчик тока, информационный выход которого подключен к четвертому входу микроконтроллера, первый дроссель, активный делитель напряжения и полумостовой инвертор напряжения, при этом силовые входы понижающего стабилизатора подключены к фильтру, а силовые выходы - один напрямую и другой - через второй датчик тока и первый дроссель подключены к силовым входам повышающего стабилизатора, силовые выходы которого подключены к первому датчику напряжения, силовым входам активного делителя напряжения и полумостового инвертора, а информационные входы обоих стабилизаторов соединены соответственно с первым и вторым выходами блока драйверов, при этом активный делитель напряжения формирует амплитуды анодного и катодного напряжений.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении ванн струйной обработки. Способ включает следующие операции: крепление на бортах ванны участков подводящих труб, подключение коллекторов с элементами формирования струйных потоков обрабатывающей среды к участкам подводящих труб через разъемные муфты и соединение коллекторов между собой с помощью установочно-соединительных элементов, выполненных в виде разъемного или неразъемного соединения, непосредственно или через промежуточные вставки требуемой высоты или элементы с регулируемой высотой опор-клипс с диаметрами, соответствующими диаметрам устанавливаемых в них труб соответствующих коллекторов.

Изобретение относится к оборудованию для электролитической обработки поверхности вентильных металлов и их сплавов для формирования оксидно-керамических покрытий.

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит анодно-оксидное покрытие (10).
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-01-27 2020-10-07T11:20:35
Наверх