Устройство микродугового оксидирования металлов и сплавов Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 

о

00

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники, а именно к устройствам оксидирования металлов и сплавов в электролите, и предназначается для использования при упрочнении изделий. Цель изобретения-повышение КПД устройства и расширение технологических режимов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства микродугового оксидирования металлов и сплавов.

Устройство содержит емкость 1 с электролитом 2, первый и второй разрядные электроды 3,4, датчикб температуры, источник б питания, повышающий трансформатор 7 с вторичной обмоткой, разделенной на две секции, два управляемых мостовых выпрямителя 8, токоограничивающий дроссель 9, фильтр 10 низких частот, неуправляемый вентиль 11, резонансный контур 12 из емкости и индуктивности, емкостный накопитель 13 энергии, управляемый разрядный коммутатор 14, датчик 15 обратной связи по напряжению, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 16, 17 (АЦП), микропроцессорную систему 18 управления (МСУ), усилитель-формирователь 19 импульсов (УФИ).

В емкость 1 с электролитом 2 помещены первый 3 и второй 4 разрядные электроды, а также датчик 5 те тературы, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразователя 17, выход которого подсоединен к соответствующим входам микропроцессорной системы 18 управления, соответствующие выходы которой соединены с усилителем-формирователем 19 импульсов, при этом выход источника 6 питания подсоединен к первичной обмотке трансформатора 7, а вторичная обмотка трансформатора 7 разделена на две секции, первая из которых одним выводом соединена с входом токоограничивающего дросселя 9, выход которого подключен к первому входу первого мостового управляемого выпрямителя 8, управляемые входы которого соединены с выходом усилителя- формирователя 19 импульсов, при этом второй вывод первой секции трансформатора 7 соединен с вторым входом первого выпрямителя 8, первый выход которого подсоединен к фильтру 10 низких частот и к аноду вентиля 11 неуправляемого, а второй выход соединен с вторым разрядным электродом 4, с фильтром 10 низких частот, с вторым входом датчика 15 напряжения, с емкостным накопителем 13 энергии и с вторым выходом второго выпрямителя 8, управляемые входы которого соединены с выходом усилителя-формирователя 19 импульсов

при этом катод вентиля 11 соединен с первым разрядным электродом 3, с выходом разрядного коммутатора 14 и с датчиком обратной связи по напряжению, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразователя 16, выход которого соединен с соответствующими входами микропроцессорной системы 18 управления, при этом вторая секция трансформато0 ра 7 одним выводом соединена с последовательным резонансным контуром 12 из емкости и индуктивности, выход которого соединен с первым входом второго выпрямителя 8, а второй вывод второй секции

5 трансформатора 7 соединен с вторым входом второго выпрямителя 8, первый выход которого подсоединен к емкостному накопителю 13 энергии и входу разрядного коммутатора 14, управляемый вход которого

0 подсоединен к усилителю-формирователю 19 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В микропроцессорную систему 18 уп5 равления заносится программа управления и контроля режимами микродугового оксидирования: температура электролита, при которой производится оксидирование металлов и сплавов в импульсном режиме, не0 обходимое напряжение емкостного накопителя энергии, управление временем открытия и закрытия коммутатора разрядного и управляемых выпрямителей. В на- чальный момент времени подаются

5 переменное напряжение от источника 6 питания на первичную обмотку трансформатора 7 и управляющие импульсы на управляемый выпрямитель 8 от системы 18 управления через усилитель-формирова0 тель 19 импульсов. При этом на разрядных электродах 3, 4 имеют постоянный ток. Для ограничения пускового тока последовательно с управляемым выпрямителем 8 включен дроссель 9.

5 При протекании постоянного тока температура электролита 2 увеличивается и сигнал, пропорциональный температуре электролита 2, снимается с помощью датчика 5 температуры и подается на вход анало0 го-цифрового преобразователя 17. С выхода последнего код числа передается по шине данных на вход системы 18 управления, где сравнивается с заданной температурой электролита. В момент, когда разность меж5 ду выходной температурой электролита 2 с датчика 5 температуры и температурой, установленной режимом микродугового окси- дирования, равна нулю, система 18 управления выдает управляющие сигналы на открытие управляемого второго выпрямителя 8 через усилитель-формирователь 19 импульсов.

Сигнал, пропорциональный напряжению на емкостном накопителе 13 энергии, снимается с помощью датчика 15 обратной связи по напряжению и подается на вход аналого-цифрового преобразователя 16. С выхода последнего код числа передается по шине данных на вход системы 18 управления, где сравнивается с необходимым напряжением на накопителе 13.

В момент времени, когда разность между выходным напряжением управляемого второго выпрямителя 8 и напряжением на емкостном накопителе 13 энергии равна нулю, с системы 18 управления через усилитель-формирователь 19 прекращается подача управляющих импульсов на управляемый первый выпрямитель 8 и выдается сигнал на открытие коммутатора 14. При этом на разрядные электроды 3, 4 подаются импульсы тока, а микродуговое оксидирование металлов и сплавов производится в импульсном режиме со стабилизацией температуры электролита 2. Причем частота электролитной плазмы регулируется частотой коммутации коммутатора 14. Для сокращения времени заряда емкостного накопителя 13 энергии включен последовательный резонансный контур 12 из емкости и индуктивности.

С целью повышения КПД устройства до 0,8, а также расширения технологических режимов микродугового оксидирования металлов и сплавов в качестве задающего параметра выбрана энергия дугового разряда, регулируемая по температуре электролита и напряжению емкостного накопителя энергии. Это достигается путем увеличения коэффициента использования преобразователя напряжения до 0,95 и также программного регулирования поляризации вентильных металлов и сплавов постоянным или импульсным током, а также одновременным наложением постоянного и импульсного токов.

Использование предлагаемого устройства позволит улучшить равномерность упрочняющего слоя по поверхности детали за счет стабилизации энергии дугового разряда, возможности изменения плотности тока и частоты образования микродуг, и также повысить качество оксидных покрытий по твердости, износостойкости и электроизоляционным СВОЙСТВОМ.

Формула изобретения

Устройство микродугового оксидирования металлов и сплавов, содержащее два

разрядных электрода,, помещенных в ванну с электролитом и датчиком температуры. емкостный накопитель энергии, преобразователь энергии, выполненный в виде повышающего трансформатора, во вторичную обмотку которого включен выпрямитель, о т- личающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и расширения технологических режимов, оно снабжено датчиком

обратной связи по напряжению, первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями, микропроцессорной системой управления, усилителем-формирователем импульсов, токоограничивающим дросселем, фильтром низких частот, неуправляемым вентилем, последовательным резонансным контуром из емкости и индуктивности, управляемым разрядным коммутатором, причем вторичная обмотка

трансформатора выполнена в виде двух секций, в цепь которых включены соответственно первый и второй мостовые управляемые выпрямители, а выход первой секции соединен через токоограничивающий дроссепь с соответствующим входом первого мостового выпрямителя, выход которого соединен параллельно с фильтром низких частот и через неуправляемый вентиль - с разрядными электродами, выход

второй секции соединен через последовательный резонансный контур с соответствующим входом второго мостового вцпрямителя, выход которого подключен параллельно с емкостным накопителем

энергии, первый вывод которого соединен через управляемый разрядный коммутатор с первым разрядным электродом, один вывод датчика обратной связи подключен к первому разрядному электроду, а второй

вывод - к второму разрядному электроду, и выход датчика обратной связи соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, соответствующие выходы которого подсоединены к входу микропроцессорной

системы управления, выход датчика температуры соединен с входом второго аналого- цифрового преобразователя, соответствующие выходы которого подсоединены к входу микропроцессорной системы управления, выход которой соединен с управляющим входом усилителя-формирователя импульсов, один выход которого сое- динен с управляющим входом управляемого разрядного коммутатора, а другие выходы соединены с соответствующими входами первого и второго мостовых управляемых выпрямителей.

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники. Цель изобретения - повышение КПД и расширение технологических режимов. Устройство содержит емкость 1 с электролитом 2, первый и второй разрядные электроды 3,4,датчик 5 температуры, истопник 6 питания, трансформатор 7 повышающий с вторичной обмоткой, разделенной на две секции, два управляемых мостовых выпрямителя 8, дроссель 9, токоограничивающий фильтр 10 низких частот, вентиль 11, неуправляемый резонансный контур 12 из емкости и индуктивности, емкостный накопитель 13 энергии, управляемый разрядный коммутатор 14 датчик 15 обратной связи по напряжению, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 16, 17 (АЦП), микропроцессорную систему управления 18, усилитель-формирователь 19 импульсов, Повышение КПД до 0,8 и расширение технологических режимов достигается введением в данное устройство датчика обратной связи, двух аналого-цифровых преобразователей, микропроцессор- ной системы управления, усилителя-формирователя импульсов, токо- ограничивающего дросселя, фильтра низких частот, неуправляемого вентиля, резонансного контура, управляемого разрядкой коммутатора. 1 ил.