带有尼龙板材制涡轮的微弧氧化反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有尼龙板材制涡轮的微弧氧化反应装置，属于金属材料表面改性领域。
【背景技术】
[0002]微弧氧化技术已广泛用于航空航天、机械、医疗等领域。它是通过电解液和相应电参数组合，在有色金属如铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生瞬时高温高压作用，在基体表面生长成陶瓷涂层，从而提高材料表面的耐磨性、耐腐蚀性能。但是，微弧氧化技术还存在一些不足，例如反应过程中电压较高，操作时要做好完全防范意识；电解液反应时温度上升速度加快，会使电解质传质效果降低，从而导致基体表面反应不均匀。
[0003]微弧氧化反应装置一般为不锈钢制圆筒形电解槽，电解槽固定于冷却水箱中，连接电源阴极。金属基体通过导线连接电源阳极，反应时金属基体浸没在电解槽里的电解液中。但是，随着金属基体材料及电解液配方种类不断增多，电解液中往往需要添加某些纳米级悬浮添加剂，而这些悬浮添加剂存在微溶于水或不容的情况。这就需要设法在反应过程中使这些物质能够充分悬浮。传统方法有添加乙二醇等促进颗粒的悬浮、在反应过程中进行人工搅拌、外部施加搅拌装置、超声波运用于微弧氧化装置等。由于在反应过程中，要保证金属基体浸没在溶液中但又不能与装置接触以防短路，因此，金属基体材料一般悬挂于液体中上部。这样，添加悬浮剂很难保证颗粒的充分悬浮，人工搅拌和外部施加搅拌装置也不能搅拌充分并存在一定的危险性，超声波搅拌具有高频的机械震荡，有利于传热、传质效率的提高，但是对于某些电解液中不溶性固体颗粒，也不能保证其悬浮。
【发明内容】
[0004]为了克服现有微弧氧化反应装置存在的上述缺陷，本发明提供一种安全可靠、传质效果好、并且能够避免与金属基体和导线发生碰撞而碰到电解槽发生短路情况的带有尼龙板材制涡轮的微弧氧化反应装置。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]带有尼龙板材制涡轮的微弧氧化反应装置，包括冷却机组、电源连接线、电源、数控台、冷却水箱以及固定在冷却水箱中的盛放有电解液的电解槽，所述的电解槽连接电源的阴极；所述的冷却水箱的上端设置有冷却水出口，下端设置有冷却水入口，所述的冷却水出口、冷却水入口分别与所述的冷却机组连接，所述的数控台用于控制冷却机组的开合；其特征在于:还包括尼龙涡轮搅拌机构，所述的尼龙涡轮搅拌机构包括可根据不同的电解液调节转速的变频电机、凸缘联轴器、尼龙涡轮，所述的变频电机连接电源，所述的凸缘联轴器的上、下端分别连接金属杆和尼龙杆，所述的金属杆的下端与凸缘联轴器连接，上端与变频电机传动连接；所述的尼龙杆的上端与凸缘联轴器连接，下端与尼龙涡轮连接。
[0007]所述的冷却水箱的上方固设有用于安装尼龙涡轮搅拌机构的横梁，所述的尼龙涡轮搅拌机构与横梁可拆卸式连接，连接处设置有导线，所述的导线的一端连接电源的阳极，另一端与浸没在电解液中金属基体连接。
[0008]所述的尼龙涡轮与尼龙杆的下端键连接。
[0009]所述的尼龙涡轮包括轮体和若干均布在轮体侧部的倾斜叶片，所述的倾斜斜叶片倾斜设置在轮体侧部并且具有相同倾斜方向的，倾斜角度为30?60度。尼龙涡轮在旋转时会产生高度湍动的径向流和纵向流，可使流体微团分散的很细，从而能良好的促进传热、传质和化学反应。因此在微弧氧化电解液中，能够促进悬浊液和悬浮液的充分分散。
[0010]所述的尼龙涡轮的安放在所述的电解槽的正中间，浸没在电解液中，并且离电解槽的底部距离2-5cm。在高速旋转时产生轴向和径向流，从而使电解液中微团高速流动，充盈在电解液中，从而使得反应基体反应充分、均匀。
[0011 ] 所述的电解槽内的电解液的注入容积为40 % -60 %电解槽的容积。
[0012]所述的电解槽中设有温度传感器。
[0013]所述的变频电机的转速为10-20r/s，保证在涡轮搅拌过程中，保证工件始终浸没在电解液中。
[0014]本发明装置可以用于直接配置电解液及搅拌溶解。传统的微弧氧化前期电解液配置是在烧杯中进行，然后再进行磁力搅拌，进而将烧杯中电解液倒入电解槽中，这样难免在烧杯壁上留有残余电解液或者有残余未溶解颗粒。
[0015]本发明的有益效果体现在:
[0016](I)通过涡轮搅拌有利于电解液中热量的传递，增加了传热、传质效率；
[0017](2)通过涡轮搅拌能使电解液中悬浮物充分悬浮，较传统外加搅拌装置或人工搅拌更加稳定与方便，使其与金属基体充分反应，有利于后期对于微弧氧化膜质量提高的研究；
[0018](3)联轴器下方及涡轮采用浇铸尼龙板材料，此材料具有较传统的金属叶轮材料质量轻，强度高，抗腐蚀性强等优点；
[0019](4)安全性有保障，涡轮搅拌系统整体固定，避免了与金属基体和导线发生碰撞而碰到电解槽发生短路，而且联轴器下部分采用非金属的尼龙材料，绝缘性好；
[0020](5)使试验前期准备更加方便，电解液搅拌过程可以直接在电解槽中进行，比传统在烧杯中搅拌过程更加方便。
【附图说明】
[0021]图1是本发明整体结构示意图。
[0022]图2是本发明尼龙涡轮搅拌机构安装示意图。
[0023]图3是本发明尼龙涡轮搅拌机构示意图。
【具体实施方式】
[0024]参照图1至图3，带有尼龙板材制涡轮的微弧氧化反应装置，包括冷却机组1、电源连接线2、电源14、数控台3、冷却水箱4以及固定在冷却水箱4中的盛放有电解液的电解槽6，所述的电解槽6连接电源的阴极7 ;所述的冷却水箱4的上端设置有冷却水出口 12，下端设置有冷却水入口 13，所述的冷却水出口 12、冷却水入口 13分别与所述的冷却机组I连接，所述的数控台3用于控制冷却机组I的开合；所述的冷却机组I与冷却水出口 12处之间安装有循环栗16 ;还包括尼龙涡轮搅拌机