活塞环槽快速阳极氧化装置的制作方法

本发明是一种活塞环槽快速阳极氧化装置，属于铝合金表面硬质阳极氧化处理技术领域。

背景技术：

随着发动机技术的发展，对活塞的要求越来越高，特别是活塞的第一环槽，要求第一环槽不但要耐磨损，而且寿命也要高，为此，现代的柴油机活塞在第一环槽上都使用了耐磨的高镍耐磨环，而汽油机活塞为了减轻重量不可能使用高镍耐磨环，但必须对第一环槽进行强化处理，否则活塞寿命就很低。

目前，在活塞领域对活塞第一环槽进行强化处理的最有效的办法是活塞的环槽阳极氧化。如现在世界上活塞行业实力雄厚的马勒(MAHLE)公司和科尔本施密特(KS)公司对第一环槽强化处理都是采用环槽的阳极氧化，国内的活塞厂家也是采用环槽的阳极氧化。但无论是马勒(MAHLE)公司、科尔本施密特(KS)公司和国内的活塞厂家在做活塞环槽阳极氧化时都存在着如下的问题：氧化时间较长，氧化时间通常为90～120s之间，生产效率低，设备昂贵。

综上所述，有必要研制一种活塞环槽快速阳极氧化装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种活塞环槽快速阳极氧化装置，通过增大阳极氧化时的电流密度并控制电解液的工作温度来解决上述背景技术中提出的问题,本发明结构简单，极大地缩短了活塞环槽的阳极氧化时间，氧化效率高且成本低。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种活塞环槽快速阳极氧化装置，包括电源，电解槽，设置在电解槽内的阴极、支撑板及用于控制电解液温度的温控装置，与电解槽连通的循环泵，纵向设置的气缸和设置在气缸活塞杆上的铝板；电源分别通过阴极导线与阴极电连接和通过阳极导线与铝板电连接，支撑板上设有用于放置活塞的定位槽；工作时，气缸带动铝板与活塞紧密接触，从而形成电流回路，且接通电源后通过活塞上的第一环槽的电流密度为48A/dm²～52A/dm²；所述温控装置包括温度传感器和冷却装置，所述温度传感器位于支撑板的上方，所述冷却装置位于支撑板的下方；还包括绕活塞周面设置在支撑板上的圆柱形导流板，在导流板上开有进液孔和出液孔；所述循环泵通过排液管和回液管与电解槽连通，所述排液管伸入到电解槽内与所述进液孔连通。

进一步地，还包括相对设置在导流板上端的两块用于防止电解液溅出的挡板，所述挡板与设置在导流板上端的滑槽滑动配合。

进一步地，所述支撑板上设有两个用于放置活塞的定位槽。

进一步地，所述循环泵的工作流量为120L/min，出口压力为0.15Mpa。

进一步地，所述阴极为钛管。

本发明的有益效果：本发明提供了一种活塞环槽快速阳极氧化装置，包括电源，电解槽，设置在电解槽内的阴极、支撑板及用于控制电解液温度的温控装置，与电解槽连通的循环泵，纵向设置的气缸和设置在气缸活塞杆上的铝板；电源分别通过阴极导线与阴极电连接和通过阳极导线与铝板电连接，支撑板上设有用于放置活塞的定位槽；工作时，气缸带动铝板与活塞紧密接触，从而形成电流回路，且接通电源后通过活塞上的第一环槽的电流密度为48～52A/dm²。本发明结构简单，极大地缩短了活塞环槽的阳极氧化时间，氧化效率高且成本低。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图2，其中图2为简单、清楚地表达本发明的结构，并未将气缸、铝板和电源画在图中。本发明提供一种技术方案：一种活塞环槽快速阳极氧化装置，包括电源1，电解槽4，设置在电解槽4内的阴极5、支撑板6及用于控制电解液温度的温控装置，与电解槽4连通的循环泵15，纵向设置的气缸12和设置在气缸12活塞10杆上的铝板13；电源1分别通过阴极导线2与阴极5电连接和通过阳极导线3与铝板13电连接。电解槽4内装有电解液，电解液为浓度为8％～12％的硫酸溶液，所述阴极5为钛管，一根钛管可以氧化30～40万只活塞，使用时间长。支撑板6位于电解槽4内部上端，且与电解槽4焊接在一起，其上设有用于放置活塞10的定位槽61。活塞10的圆周面上除需要产生氧化膜的第一环槽101外，其他部位都套有保护套11，活塞10的顶部放入到定位槽61内，第一环槽101与电解液接触。工作时，气缸12带动铝板13与活塞10紧密接触，从而形成电流回路，且接通电源1后通过活塞10上的第一环槽101的电流密度为48～52A/dm²。若阳极导线3直接与活塞10电连接，由于通过活塞10第一环槽101的电流密度非常大，这样会产生电弧，从而烧伤活塞10，为了避免上述情况发生，阳极导线3通过一铝板13间接地与活塞10电连接，铝板13与活塞10接触良好，这样就可以防止电弧的产生。另外因电流密度远远大于一般的1～1.5A/dm²，因此在第一环槽101部位会产生大量的热量，此时，一方面通过温控装置使电解液的温度保持在15℃以内，另一方面增大循环泵15的流量和出口压力，具体地，循环泵15的工作流量为120L/min，出口压力为0.15Mpa，增强电解液的流动能力和流动量，从而可以增强第一环槽101部位与电解液的热交换速度，进而带走第一环槽101部位产生的热量，使氧化膜能够稳定、快速的生成。本发明结构简单、成本低廉，生成的氧化膜的膜厚为15±7um，氧化膜硬度HK0.01＞300，氧化膜的覆盖率≥85％，氧化合格率达到99.9％以上，每只活塞10的氧化时间在18～23s之间，因此极大地缩短了氧化时间，提高了氧化效率。

所述温控装置包括温度传感器18和冷却装置14，所述温度传感器18位于支撑板6的上方，测得的温度更接近第一环槽101的温度，所述冷却装置14位于支撑板6的下方，将电解槽4内下部的电解液进行冷却。

还包括绕活塞10周面设置在支撑板6上的圆柱形导流板7，在导流板7上开有进液孔71和出液孔72；所述循环泵15通过排液管16和回液管17与电解槽4连通，排液管16和回液管17分列支撑板6上下方，排液管16伸入到电解槽4内与进液孔71连通，回液管17与电解槽4下部连通。导流板7与放置的活塞10之间形成一圆环形冷却通道，循环泵15将电解槽4下部经过冷却的电解液抽到环形冷却通道内，对活塞10的第一环槽101进行冷却，这样能够对活塞10的第一环槽101进行充分的冷却，避免直接将排液管16对着第一环槽101喷冷却后的电解液造成的局部冷却不充分的现象发生。

还包括相对设置在导流板7上端的两块用于防止电解液溅出的挡板8，优选所述挡板8呈半圆环形，且与设置在圆柱形导流板7上端的滑槽9滑动配合。使用时，向外拉开挡板8，放入活塞10，然后将两块挡板8合上，再依次启动循环泵15和接通电源1，从而进行阳极氧化。

在支撑板6上设有两个用于放置活塞10的定位槽61，这样可以一次性加工两只活塞10，提高了加工效率，且温控装置的制冷能力和循环泵15的流量、压力满足工作需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。