Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к устройствам для микродугового оксидирования поверхностей вентильных металлов, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства.

Известно (А. св. RU №1759041, МПК C 25 D 11/02, 1994 г.) устройство для микродугового оксидирования металлов, содержащее два блока конденсаторов, первые обкладки которых подсоединены к первой клемме источника питания, а вторые соответственно - к аноду одного и катоду другого диодов, вторые выводы которых подсоединены ко второй клемме источника питания, ванну с электролитом, корпус которой подсоединен ко второй клемме источника питания, а токоподвод детали - через управляемые ключи к каждой из вторых обкладок конденсаторных блоков. Кроме того, устройство содержит схему управления, нагруженную на управляющие входы ключей.

Основным недостатком известного устройства, работающего на одну ванну, является его низкая производительность.

Кроме того, на некоторых режимах работы один из зарядно-разрядных конденсаторных блоков, потребляя энергию от источника питания, не используется. Как следствие, известное устройство неэкономично по энергопотреблению и характеризуется низкой эффективностью использования оборудования.

Известно (А. св. SU №1504292, MПК C 25 D 11/02, 1987 г.) устройство для микродугового оксидирования металлов, содержащее два блока конденсаторов, первые обкладки которых подсоединены к первой клемме источника питания, два управляемых ключа, первые выводы которых соединены со вторыми обкладками конденсаторов, две ванны с электролитом, корпуса которых соединены между собой и вторым выводом одного из ключей, а токоподводы деталей соответственно - со вторым выводом другого ключа и второй клеммой источника питания, и схему управления, нагруженную на управляемые ключи.

При работе известного устройства в каждый полупериод питающего напряжения через одну из ванн, работающую в катодном режиме, один из конденсаторных блоков заряжается, в то время как второй блок, заряженный в предшествующем полупериоде, разряжается через вторую ванну, работающую в анодном режиме. В следующий полупериод первый блок конденсаторов разряжается на первую ванну, а второй заряжается через вторую, соответственно режимы в ваннах меняются на противоположные. Таким образом, известное устройство обеспечивает одновременную работу обеих ванн в анодно-катодном режиме.

На практике для получения высококачественных покрытий разного назначения оксидирование необходимо проводить, как правило, при различных режимах, поэтому присущая известному устройству невозможность варьирования режимами является одним из его недостатков.

Кроме того, в известном устройстве ванны включены последовательно, поэтому параметры режимов в каждой ванне, в частности соотношение анодного и катодного токов и степень асимметрии напряжений, существенно отличаются. Как следствие, качество покрытий, получаемых в каждой ванне, неодинаково, и в среднем невысокое, что является другим недостатком устройства.

Еще одним недостатком известного устройства, обусловленным протеканием через одну из ванн токов разрядки и зарядки конденсаторов другой ванны, является его повышенное энергопотребление, что увеличивает производственные затраты.

Задачей настоящего изобретения является создание высокопроизводительного устройства для оксидирования, обеспечивающего получение покрытий высокого качества при одновременном снижении энергоемкости производства.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройство для микродугового оксидирования, содержащее два блока конденсаторов, первые обкладки которых подсоединены к первой клемме источника питания, два управляемых ключа, первые выводы каждого из которых соединены со вторыми обкладками соответственно первого и второго блоков конденсаторов, две ванны с электролитом, одна из которых токоподводом детали, а другая корпусом соединены со вторыми выводами соответственно первого и второго ключей, а токоподвод детали второй ванны подсоединен ко второй клемме источника питания, в схему управления, нагруженную на управляемые ключи, введены третий блок конденсаторов и два управляемых ключа, первые выводы которых соединены между собой и с одной из обкладок третьего блока конденсаторов, а вторые соответственно - с токоподводом детали первой и корпусом второй ванн, при этом вторые обкладки третьего блока конденсаторов и корпус первой ванны подсоединены соответственно к первой и второй клеммам источника питания.

На чертеже представлена принципиальная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит клеммы источника питания 1 и 2, конденсаторные блоки 3, 4, 5, ключи 6, 7, 8, 9, ванны 10 и 11 с электролитом и схему управления 12.

Работа устройства заключается в следующем.

Режим 1: ключи 6, 7 замкнуты, ключи 8, 9 разомкнуты, блок конденсаторов 4 отключен.

В положительный полупериод питающего напряжения (клемма 1 положительна относительно клеммы 2) конденсаторный блок 5 заряжается через ванну 11 до напряжения U_c=U_сети-u_кат, а блок 3, заряженный до такого же напряжения в предшествующий полупериод, разряжается через ванну 10 при падении напряжения на ней U_анод=U_сети+U_c. В отрицательный полупериод, в свою очередь, блок 5 разряжается через ванну 11, а блок 3 заряжается через ванну 10 при тех же значениях U_кат, U_анод напряжений на ваннах. В последующие периоды питающего напряжения вышеописанный цикл повторяется.

Таким образом, в режиме 1 каждая из ванн работает в анодно-катодном режиме при полной идентичности токовых и потенциальных параметров режимов.

Режим 2 (катодирование): ключи 6, 7 разомкнуты, ключи 8, 9 поочередно замыкаются/размыкаются в каждый из полупериодов питающего напряжения.

В положительный полупериод замкнут ключ 9, конденсатор 4 заряжается через ванну 11 до напряжения U_c=U_сети-U_кат, ванна 10 - отключена. В отрицательный полупериод питающего напряжения ключ 9 размыкается, а ключ 8 замыкается, конденсатор 4 разряжается на ванну 10, обеспечивая на ней катодный режим оксидирования, идентичный предшествующему режиму на ванне 11, которая в этот полупериод отключена. В следующий период цикл повторяется.

Таким образом, в режиме 2 ванны работают в однополупериодном катодном режиме при полной симметрии токовых и потенциальных нагрузок на каждой из ванн.

Предлагаемая схема подключения двух ванн к одному источнику питания позволила полностью исключить взаимовлияние процессов, протекающих одновременно в двух ваннах. Как следствие, технологические параметры режимов оксидирования в каждой ванне (соотношение анодного и катодного токов и степень асимметрии напряжений) стали абсолютно идентичны, что привело к повышению качества покрытий.

Введение третьего блока конденсаторов и схема его подключения обеспечили возможность варьирования типами рабочих режимов в ваннах при сохранении их полной технологической идентичности, что расширило технологические возможности устройства и, в конечном счете, также обеспечило повышение качества покрытий.

Кроме того, полная симметрия схемы заявляемого устройства обеспечила снижение энергопотребления и высокую эффективность использования оборудования.