轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置制造方法
【专利摘要】本发明提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，包括外侧格栅、内侧格栅以及使外侧格栅与内侧格栅相互运动的自动控制装置；外侧格栅、内侧格栅有两种类型，适合于平面、圆柱面、圆柱孔等形状轻合金材料表面微弧氧化处理；外侧及内侧格栅上均布相同大小及数量的通孔形成电解液带点离子迁移通道；在自动控制系统作用下，所述外侧与内侧格栅可产生相对运动，改变格栅通孔面积，使单位时间通过迁移通道的带电离子相对减少（或增大），达到微弧氧化工作电流调节的作用。本发明具有结构简单、动作可靠、成本低廉等优点；可有效减小微弧氧化处理过程中阴极和阳极间的距离，实现对轻合金工件上较小孔的内表面进行微弧氧化处理。
【专利说明】轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及轻金属及其合金材料表面微弧氧化(Micro-arc Oxidation)处理,特别是涉及微弧氧化处理工作电流调节装置。
【背景技术】
[0002]微弧氧化技术又称微等离子体氧化或阳极火花沉积技术，适用于铝、镁、钛等轻金属及其合金表面处理。其基本原理为:铝、镁、钛等轻金属及其合金由于硬度、耐热性等物理性能较低，极易磨损，但这些轻金属的氧化物晶体的硬度、耐热性等物理性能较高，将轻金属材料放入特定电解液中，作为阳极，阴极通常为不锈钢电极，在阴极和阳极之间施加一定电压，通常为200伏至400伏，在作为阳极的轻金属材料表面产生微电弧放电现象，微电弧区可产生瞬间高温和高压，将轻合金材料表面金属氧化，并将轻金属氧化物烧熔，由于微电弧放电时间短暂，高温烧熔的氧化物迅速被电解液降温凝固，形成具有较高物理性能的陶瓷氧化物晶体颗粒，随着材料表面不断产生随机微弧放电，陶瓷氧化物颗粒不断烧熔联接，最终在材料表面形成一层致密的陶瓷氧化膜，从而有效改善轻金属材料表面性能，例如铝合金表面采用微弧氧化技术生成的陶瓷氧化膜显微硬度可达HV3000，且氧化膜与机体结合力强，使铝合金表面耐磨损、耐腐蚀、耐热冲击性能得到提高。
[0003]微弧氧化技术的难点在于有效控制微弧放电时的工作电流，工作电流太小，微弧放电能量较小，达不到陶瓷氧化物颗粒熔化所需温度，无法形成氧化膜；工作电流过大，微弧放电能量较大，陶瓷氧化物熔化后在过强的等离子体放电作用下会产生飞溅，也无法形成氧化膜。目前采用的电流调节方法是改进微弧氧化电源设备，采用脉冲电源技术，通过调节占空比来调节单位时间内阴、阳极间的有效电流大小。这种方法一方面由于大功率脉冲电源制造成本高，限制了微弧氧化技术的普及；另一方面，这种方法只改变了单位时间内阴、阳极间的有效电流大小(一个脉冲周期内的平均电流值)，而微电弧放电过程基本是瞬时(小于脉冲周期)完成，对瞬时微弧放电电流还是无法有效控制；特别是对孔内壁进行微弧氧化处理时，由于电极间距离较近，在强电场作用下，电解液中带电离子迁移效率高，导致工作电流过大，严重影响氧化膜成膜质量。
[0004]鉴于以上情况，有必要设计发明一种电流调节装置，能够有效、方便地调节微弧氧化处理工作电流，保障微弧氧化陶瓷膜的成膜质量。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，该装置能够有效、方便地调节微弧氧化处理过程中的工作电流，控制微弧放电的能量强度，保障微弧氧化陶瓷膜的成膜质量。
[0006]本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
[0007]本发明提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，包括格栅结构和自动控制系统，其中:格栅结构设有调节传动机构和由绝缘材料制造的内、外侧格栅；内侧格栅与外侧格栅紧密贴合；内侧格栅上安装调节传动机构，在调节传动机构作用下，内侧格栅可与外侧格栅发生相对运动；调节装置通过电机驱动齿轮与步进电机相连，由步进电机提供动力；所述自动控制系统设有电流测量模块、单片机、步进电机、电机驱动齿轮，电流测量模块测量电流强度并将数据传送到单片机，单片机控制步进电机运动，步进电机通过电机驱动齿轮将动力传送到调节传动机构。
[0008]所述调节传动机构包括传动齿轮和调节螺栓；传动齿轮安装在调节螺栓上，与电极驱动齿轮啮合；调节螺栓安装在格栅结构上，该调节螺栓穿过外侧格栅的通孔与内侧格栅的螺纹孔以螺纹副形式联接，或者该调节螺栓穿过内侧格栅的通孔与外侧格栅的螺纹孔以螺纹副形式联接。
[0009]所述的格栅结构可以为平板形格栅结构，其内侧格栅、外侧格栅紧密贴合，在此内、外侧格栅的相同部位上开有数量、大小均相同的通孔，形成带电离子迁移通道，该通孔为圆孔、方形孔或椭圆形孔。
[0010]所述的格栅结构可以为圆环形格栅结构，内侧格栅上安装传动齿轮，其内侧格栅、外侧格栅紧密贴合，在此内、外侧格栅的相同部位上开有数量、大小均相同的通孔，形成带电离子迁移通道，该通孔为圆孔、方形孔或椭圆形孔。
[0011]本发明提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，若格栅结构为平板形格栅结构，则该装置用于对平板形状轻金属材料进行微弧氧化处理。
[0012]本发明可以采用以下方法对平板形状轻金属材料进行微弧氧化处理:
[0013]进行微弧氧化处理时，平板形轻金属材料工件为阳极，其为第一微弧氧化工作电极，平板形不锈钢材料为阴极，其为第二微弧氧化工作电极；
[0014]所述格栅结构可以将微弧氧化电解池隔离为两部分，电解液只能通过格栅结构上的通孔流动，形成带电离子迁移通道；微弧氧化电极分别放置在格栅结构两侧；自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮带动调节传动机构，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
[0015]本发明提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，若格栅结构为圆环形格栅结构，则该装置用于对圆柱形状或孔形状轻金属材料表面进行微弧氧化处理。
[0016]本发明可以采用以下方法对轻金属材料工件的孔形内表面进行微弧氧化处理:
[0017]处理轻金属材料工件孔形内表面时，工件作为孔形微弧氧化工作电极，不锈钢材料作为圆柱形微弧氧化工作电极；格栅结构将被加工孔内空间分隔为两部分，孔形微弧氧化工作电极为阳极、圆柱形微弧氧化工作电极为阴极分别处于被分隔的两部分空间；
[0018]外侧格栅设有孔径定位台阶，使外侧格栅在被处理孔形工件上定位；内侧格栅与外侧格栅的通孔形成带电离子迁移通道；
[0019]在微弧氧化处理过程中，自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮和传动齿轮啮合，带动内侧格栅绕回转轴线转动，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
[0020]本发明可以采用以下方法对轻金属材料工件的圆柱形外表面进行微弧氧化处理:
[0021]处理轻金属材料工件圆柱形内表面时，不锈钢材料作为孔形微弧氧化工作电极，轻金属材料工件作为圆柱形微弧氧化工作电极；格栅结构将被加工孔内空间分隔为两部分，孔形微弧氧化工作电极为阳极、圆柱形微弧氧化工作电极为阴极分别处于被分隔的两部分空间；
[0022]外侧格栅设有孔径定位台阶，使外侧格栅在被处理孔形工件上定位；内侧格栅与外侧格栅的通孔形成带电离子迁移通道；
[0023]在微弧氧化处理过程中，自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮和传动齿轮啮合，带动内侧格栅绕回转轴线转动，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
[0024]本发明根据电解液的导电原理，采用机械方式控制电解液中电流的强度。电解液的导电原理如下:在强电场作用下，电解液中的带电离子的向电极方向迁移形成电流。根据欧姆定律，电解液中电流强度的大小与该电解液的电导率成正比。而电解液的电导率除与该电解液中电解质化学参数相关，还与电解液的体积大小密切相关。本技术方案采用建立电解液流通通道，通过控制通道截面积变化来控制通道内电解液的体积变化，从而控制电解液的电导率变化，达到控制电解液中电流强度变化的目的。本技术方案使用成本低廉，具有足够强度且电绝缘性能良好的陶瓷或玻璃材料，制成内侧和外侧格栅，内侧和外侧格栅上具有相同相同大小及数量的通孔；内侧和外侧格栅将电解池分为两部分，阴极、阳极电极分别处于格栅两侧；当内侧和外侧格栅上的通孔重合时，格栅两侧的电解液可以流通，由于格栅是绝缘材料制造，带电离子只能通过格栅上的孔形成的迁移通道进行迁移，形成电流；当内侧格栅与外侧格栅相互运动时，格栅上的孔形成的迁移通道截面积发生改变，使电解液的电导率发生改变，从而改变电解液中的电流强度。在微弧氧化过程中，如工作电流过小，控制内侧格栅与外侧格栅相对运动，使迁移通道截面积增大，通过通道的带电离子数量增多，从而使工作电流增大；如工作电流过大，控制内侧格栅与外侧格栅相对运动，使迁移通道截面积减小，通过通道的带电离子数量减少，从而使工作电流减小，达到调节电流的目的。本方案使用机械方式控制电解液中带电离子的迁移数量，达到控制微弧氧化工作电流的目的。
[0025]本发明与现有技术相比具有以下的主要优点:
[0026]其一.成本低廉:利用玻璃、陶瓷等价格低廉的绝缘材料制作电流调节装置，经济头惠。
[0027]其二.效果可靠:电流调节装置通过改变带电离子迁移通道的截面积来控制迁移电量，电流调节效果可靠，由于控制的是带电离子迁移的数量，能有效防止瞬时放电电流过大的现象。
[0028]其三.结实耐用:电流调节装置为物理绝缘性能良好的玻璃、陶瓷材料制造，在微弧氧化过程中不发生电化学反应，坚固耐磨损，可重复使用。
[0029]其四.通用性强:电流调节装置不仅适用于采用脉冲电源进行微弧氧化处理，也适合于采用交流电源或直流电源进行微弧氧化处理。
[0030]其五.适应性强:电流调节装置的格栅可根据工件表面外形进行制作，适应各种较复杂外形的工件进行微弧氧化处理，特别适合小尺寸孔内表面进行微弧氧化处理。
[0031]其六.自动控制，电流调节采用自动控制系统和驱动电机，可实现微弧氧化处理过程中工作电流自动控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为实施例1所述的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置的结构示意图；
[0033]图2为实施例2所述的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置的结构示意图；
[0034]图3-图5分别为平板形格栅结构的外侧格栅的主视图、左视图、俯视图；
[0035]图6-图8分别为平板形格栅结构的内侧格栅的主视图、左视图、俯视图；
[0036]图9为调节螺栓3的结构示意图；
[0037]图10-图12分别为圆环形格栅结构的外侧格栅的主视图、左视图、俯视图；
[0038]图13-图14分别为圆环形格栅结构的内侧格栅的主视图、俯视图；
[0039]图15为平板形格栅结构在微弧氧化处理系统中工作状态图；
[0040]图16为平板形格栅结构的格栅通孔半开状态；
[0041]图17为平板形格栅结构的格栅通孔全开状态；
[0042]图18为平板形格栅结构的格栅通孔闭合状态；
[0043]图19为圆环形格栅结构在微弧氧化处理系统中工作状态图；
[0044]图20为圆环形格栅结构的格栅通孔半开状态；
[0045]图21为图20的A-A剖视图；
[0046]图22为圆环形格栅结构的格栅通孔全开状态；
[0047]图23为图22的B-B剖视图；
[0048]图24为圆环形格栅结构的格栅通孔闭合状态；
[0049]图25为图24的C-C剖视图。
[0050]图中:1.第一外侧格栅；2.第一内侧格栅；3.调节螺栓；4.第一传动齿轮；5.电流测量模块；6.单片机；7.步进电机；8.电机齿轮；9.第二外侧格栅；10.第二内侧格栅；
11.第二传动齿轮；12.微弧氧化处理电源；13.电导线；14.冷却水管；15.电解液；16.冷却池；17.水泵；18.循环水管；19.第一微弧氧化工作电极；20.第二微弧氧化工作电极；21.微弧氧化处理池；22.孔形微弧氧化电极；23.孔径定位台阶；24.圆柱形微弧氧化电极。
【具体实施方式】
[0051]下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。
[0052]本发明提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，由格栅结构、电流测量模块、单片机、步进电机和齿轮传动机构组成。其中格栅结构根据工件外形有两种，分别为平板形格栅结构和圆环形格栅结构。
[0053]实施例1:采用具有平板形格栅结构的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装
置
[0054]所述平板形格栅结构如图1所示，包括第一外侧格栅1，第一内侧格栅2、调节螺栓
3、第一传动齿轮4和自动控制系统,其中:第一外侧格栅I与第一内侧格栅2上开设有数量、大小均相同的通孔(图3-图8)，该通孔为圆孔，也可为其它形状孔，第一外侧格栅I与第一内侧格栅2紧密贴合，在调节螺栓3的作用下，第一内侧格栅2可沿调节螺栓3的轴线方向与外侧格栅发生相对运动。该平板形格栅结构将微弧氧化处理池21分隔为两部分，参见图15，此两部分空间分别容纳第一微弧氧化工作电极19、第二微弧氧化工作电极20。
[0055]所述自动控制系统的结构如图1、图2所示，包括电流测量模块5、单片机6、步进电机7、电机齿轮8，其中:在单片机6中设定微弧氧化处理所需工作电流值，电流测量模块5测量微弧氧化处理过程中工作电流值，并将测量信号传输至单片机6，单片机6根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机6控制步进电机7工作，电机驱动齿轮8与第一传动齿轮4啮合，带动调节螺栓3转动；第一外侧格栅I上开设可以穿过调节螺栓3的通孔，第一内侧格栅2上开设螺纹孔，调节螺栓3穿过第一外侧格栅I的通孔与第一内侧格栅2螺纹孔以螺纹副形式联接，如图9所示；当调节螺栓3转动时，第一内侧格栅2沿螺纹副上升或下降。第一内侧格栅2与第一外侧格栅I发生相对运动，第一内侧格栅2与第一外侧格栅I上的通孔错移，从而改变迁移通道的截面积。
[0056]本实施例1提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，适合用于对平板形状轻金属材料进行微弧氧化处理，具体如下:
[0057]在采用直流电源进行微弧氧化处理时，平板形轻金属材料工件为阳极，即第一微弧氧化工作电极19 ;平板形不锈钢材料为阴极，即第二微弧氧化工作电极20 ;在采用交流电源进行微弧氧化处理时，第一微弧氧化工作电极19与第二微弧氧化工作电极20互为阴、阳级，均可采用平板形轻金属材料工件作为电极；内侧格栅2与外侧格栅I的通孔初始相对位置如图16所示，为半开状态，形成带电离子迁移通道；在微弧氧化处理过程中，电流测量模块5不断测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机6，单片机6根据输入的测量信号与设定的工作电流值进行比较，判断是否调节电流；如所测量电流过小，单片机6控制步进电机7工作，电机驱动齿轮8与第一调节齿轮4啮合，带动调节螺栓3转动，内侧格栅2沿螺纹副下降，带电离子迁移通道截面积增大，通道内电解液电导率增大，使通过迁移通道的带电离子增多，微弧氧化工作电流增大，当内侧格栅2与外侧格栅I的通孔完全重合时，如图17所示，带电离子迁移通道截面积最大，此时微弧氧化工作电流最大；如所测量电流过大，单片机6控制步进电机7反向转动，通过第一传动齿轮4带动调节螺栓3转动，内侧格栅2沿螺纹副上升，带电离子迁移通道截面积减小，通道内电解液电导率减小，使通过迁移通道的带电离子减少，微弧氧化工作电流减小，当内侧格栅2与外侧格栅I的通孔完全错位时，如图18所示，带电离子迁移通道封闭，，此时微弧氧化工作电流趋近于零；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
[0058]实施例2:采用具有圆环形格栅结构的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装
置
[0059]所述圆环形格栅结构如图2所示，包括第二外侧格栅9，第二内侧格栅10，第二传动齿轮11和自动控制系统，其中:第二外侧格栅9与第二内侧格栅10上开设有数量、大小均相同的通孔(图6、图7)，该通孔为圆孔，也可为其它形状孔；第二内侧格栅10套在第二外侧格栅9内，紧密贴合，第二内侧格栅10上安装第二传动齿轮11，通过自动控制系统驱动第二传动齿轮11转动，带动第二内侧格栅10与第二外侧格栅9发生相对转动，第二内侧格栅10与第二外侧格栅9上的通孔错移，从而改变迁移通道的截面积。
[0060]本实施例2提供的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，适合用于对轻金属材料工件孔形内表面或圆柱形外表面进行微弧氧化处理，具体如下:
[0061]参见图19，处理轻金属材料工件孔形内表面时，工件作为孔形微弧氧化工作电极22，不锈钢材料作为圆柱形微弧氧化工作电极24;采用直流电源时，孔形微弧氧化工作电极22为阳极，圆柱形微弧氧化工作电极24为阴极；采用交流电源时，上述两工作电极互为阴、阳极；外侧格栅9设有孔径定位台阶23，可使外侧格栅9在被处理孔形工件上定位；第二种类型格栅结构将被加工孔内空间分隔为两部分，孔形微弧氧化工作电极22、圆柱形微弧氧化工作电极24分别处于被分隔的两部分空间；内侧格栅10与外侧格栅9的通孔初始相对位置如图22-图23所示，为半开状态，形成带电离子迁移通道；在微弧氧化处理过程中，电流测量模块5不断测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机6，单片机6根据输入的测量信号与设定的工作电流值进行比较，判断是否调节电流，如所测量电流过小，单片机6控制步进电机7工作，电机驱动齿轮8带动第二传动齿轮11转动，内侧格栅10绕回转轴线逆时针转动，带电离子迁移通道截面积增大，通道内电解液电导率增大，使通过迁移通道的带电离子增多，微弧氧化工作电流增大，当内侧格栅10与外侧格栅9的通孔完全重合时，如图20-图21所示，带电离子迁移通道截面积最大，此时微弧氧化工作电流最大；如所测量电流过大，单片机6控制步进电机7工作，驱动电机齿轮8和第二调节齿轮11转动，内侧格栅10绕回转轴线顺时针转动，带电离子迁移通道截面积减小，通道内电解液电导率减小，使通过迁移通道的带电离子减少，微弧氧化工作电流减小，当内侧格栅10与外侧格栅9的通孔完全错位时，如图24-图25所示，带电离子迁移通道封闭，此时微弧氧化工作电流趋近于零；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
[0062]加工轻金属材料工件圆柱外表面时，不锈钢材料作为孔形微弧氧化工作电极22(阴极)，轻金属材料工件作为圆柱形微弧氧化工作电极24 (阳极)。
[0063]上述实施例中，所采用的部件12-18为微弧氧化通用部件，其安装位置及连接关系可根据实际需要进行设计安装。以图15为例，微弧氧化处理池21为绝缘性良好的塑料或玻璃钢材料制作，形状大小根据实际需要；由于微弧氧化过程中产生大量热量，使电解液15温度上升较快，必须将电解液15通过循环水管18引入冷却池16进行冷却降温，冷却池大小及冷却方式可根据实际情况选择；冷却后的电解液经水泵17通过冷却水管14送回微弧氧化处理池21，形成电解液15的循环流动。
[0064]本发明所采用的微弧氧化处理电源12较广，既可适用于直流脉冲电源，也可适用于交流电源，该微弧氧化处理电源12的一端通过电导线13与第一微弧氧化工作电极19相连，另一端通过电导线13经电流测量模块与第二微弧氧化工作电极20相连；冷却水管14及循环水管18应选取绝缘性能较好的塑料水管；电解液15可根据微弧氧化工艺要求配制；冷却池16可采用不锈钢或玻璃钢等耐腐蚀材料制作；水泵17可以选取绝缘性能良好的密封式潜水泵。
[0065]本发明提供的上述两种轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，具有以下功倉泛:
[0066]1.调节微弧氧化处理工作电流，控制微弧放电能量强度:
[0067]在微弧氧化处理过程中，可有效抵控制电解液中带电离子的迁移数量，控制微弧氧化处理过程中的工作电流，达到控制微弧放电能量强度大小，保障轻金属材料表面形成的陶瓷氧化膜的成膜质量。
[0068]2.自动控制:
[0069]在微弧氧化处理过程中，本发明的自动控制系统可自动实时检测和调节微弧氧化工作电流，保障微弧氧化工作电流在预设范围值内。
[0070]在微弧氧化处理过程中，工件每平方分米最佳成膜工作电流强度应在20-70A。在实验中，电极间距离为150mm时，未使用本发明装置情况下，工件每平方分米工作电流强度达到90A，由于电流过大，陶瓷氧化膜难以形成。在同等条件下，使用本发明装置，工件每平方分米工作电流强度可在0-80A任意调整，可根据不同的成膜要求控制微弧氧化工作电流。
【权利要求】
1.一种轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，其特征是包括格栅结构和自动控制系统，其中:格栅结构设有调节传动机构和由绝缘材料制造的内、外侧格栅；内侧格栅与外侧格栅紧密贴合；内侧格栅上安装调节传动机构，在调节传动机构作用下，内侧格栅可与外侧格栅发生相对运动；调节装置通过电机驱动齿轮与步进电机相连，由步进电机提供动力；所述自动控制系统设有电流测量模块、单片机、步进电机、电机驱动齿轮，电流测量模块测量电流强度并将数据传送到单片机，单片机控制步进电机运动，步进电机通过电机驱动齿轮将动力传送到调节传动机构。
2.根据权利要求1所述的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，其特征是所述调节传动机构包括传动齿轮和调节螺栓；传动齿轮安装在调节螺栓上，与电极驱动齿轮啮合；调节螺栓安装在格栅结构上，该调节螺栓穿过外侧格栅的通孔与内侧格栅的螺纹孔以螺纹副形式联接，或者该调节螺栓穿过内侧格栅的通孔与外侧格栅的螺纹孔以螺纹副形式联接。
3.根据权利要求1所述的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，其特征是所述的格栅结构为平板形格栅结构，其内侧格栅、外侧格栅紧密贴合，在此内、外侧格栅的相同部位上开有数量、大小均相同的通孔，形成带电离子迁移通道，该通孔为圆孔、方形孔或椭圆形孔。
4.根据权利要求1所述的轻合金表面微弧氧化处理工作电流调节装置，其特征是所述的格栅结构为圆环形格栅结构，内侧格栅上安装传动齿轮，其内侧格栅、外侧格栅紧密贴合，在此内、外侧格栅的相同部位上开有数量、大小均相同的通孔，形成带电离子迁移通道，该通孔为圆孔、方形孔或椭圆形孔。
5.权利要求1至3中任一权利要求所述装置的用途，其特征是用于对平板形状轻金属材料进行微弧氧化处理。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征是采用以下方法对平板形状轻金属材料进行微弧氧化处理: 进行微弧氧化处理时，平板形轻金属材料工件为阳极，其为第一微弧氧化工作电极，平板形不锈钢材料为阴极，其为第二微弧氧化工作电极； 所述格栅结构将微弧氧化电解池隔离为两部分，电解液只能通过格栅结构上的通孔流动，形成带电离子迁移通道；微弧氧化电极分别放置在格栅结构两侧；自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮带动调节传动机构，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
7.权利要求1、4中任一权利所述装置的用途，其特征是用于对圆柱形状或孔形状轻金属材料表面进行微弧氧化处理。
8.根据权利要求7所述的用途，其特征是采用以下方法对轻金属材料工件的孔形内表面进行微弧氧化处理:处理轻金属材料工件孔形内表面时，工件作为孔形微弧氧化工作电极，不锈钢材料作为圆柱形微弧氧化工作电极；格栅结构将被加工孔内空间分隔为两部分，孔形微弧氧化工作电极为阳极、圆柱形微弧氧化工作电极为阴极分别处于被分隔的两部分空间； 外侧格栅设有孔径定位台阶，使外侧格栅在被处理孔形工件上定位；内侧格栅与外侧格栅的通孔形成带电离子迁移通道； 在微弧氧化处理过程中，自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮和传动齿轮啮合，带动内侧格栅绕回转轴线转动，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
9.根据权利要求7所述的用途，其特征是采用以下方法对轻金属材料工件的圆柱形外表面进行微弧氧化处理: 处理轻金属材料工件圆柱形内表面时，不锈钢材料作为孔形微弧氧化工作电极，轻金属材料工件作为圆柱形微弧氧化工作电极；格栅结构将被加工孔内空间分隔为两部分，孔形微弧氧化工作电极为阳极、圆柱形微弧氧化工作电极为阴极分别处于被分隔的两部分空间； 外侧格栅设有孔径定位台阶，使外侧格栅在被处理孔形工件上定位；内侧格栅与外侧格栅的通孔形成带电离子迁移通道； 在微弧氧化处理过程中，自动控制系统中的电流测量模块实时测量微弧氧化处理过程中的工作电流值，并将测量信号传输至单片机，单片机根据输入的测量信号判断是否调节电流，如需调节电流，单片机控制步进电机工作，电机驱动齿轮和传动齿轮啮合，带动内侧格栅绕回转轴线转动，使内、外侧格栅发生相对运动，格栅上的通孔错移，带电离子迁移通道的截面积发生改变；通道截面积增大，电解液中带电离子迁移流量增大；通道截面积减小，电解液中带电离子迁移流量减小；自动控制系统在微弧氧化过程中不断测量实际工作电流，实时驱动格栅运动，保证微弧氧化工作电流始终保持在设定的电流值范围内。
【文档编号】G05F1/10GK103699161SQ201310743356
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】马晋 申请人:武汉理工大学