Устройство микродугового оксидирования металлов и сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 О 21/1 ЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт стали и сплавов (72) О,А.Лопатина, А.В,Тимошенко, Б, К.Опара, И.М.Саликова и А.Е,Краснопольский (53) 621,357.77(088. 8)(56) Дурадгин В.И. и др, О некоторых параметрах электрической цепи анодного процесса и ри на греве металлов в электролитной плазме. - Электронная обработка материалов, 1981, М 1, с. 40-43,Авторское свидетельство СССР В 850687, кл. С 21 О 1/38, 1979.(54) УСТРОЙСТВО МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (57) 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, источник 6 питания, трансформатор 7 1.БО 1 7001 08 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-циф- а ровых преобразователей, микропроцессорной системы управления, усилителя-формирователя импульсов, токо- ограничивающего дросселя, фильтра низких частот, неуправляемого вентиля, ф резонансного контура, управляемого разрядкой коммутатора. 1 ил.10 40 50 Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники, а именно к устройствам оксидирования металлов исплавов в электролите, и предназначаетсядля 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 разрядныеэлектроды 3, 4, датчик 5 температуры, источник 6 питания, повышающий трансформатор 7 с вторичной обмоткой, разделенной надве секции, два управляемых мостовых выпрямителя 8, токоограничивающий дроссель 9, фильтр 10 низких частот,неуправляемый вентиль 11, резонансныйконтур 12 из емкости и индуктивности, емкостный накопитель 13 энергии, управляемый разрядный коммутатор 14, датчик 15обратной связи по напряженио, первый ивторой аналого-цифровые преобразователи16, 17 АЦП), микропроцессорную систему18 управления (УСУ), усилитель-формирователь 19 импульсов (УФИ),В емкость 1 с электролитом 2 помещеныпервый 3 и второй 4 разрядные электроды,а также датчик 5 те пературы, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразователя 17, выход которогоподсоединен к соответствующим входаммикропроцессорной системы 18 управления; соответствующие выходы которой соединены с усилителем-формирователем 19импульсов, при этом выход источника 6 питания подсоединен к первичной обмоткетрансформатора 7, а вторичная обмоткатрансформатора 7 разделена на две секции,первая из которых одним выводом соединена с входом токаограничивающегодросселя 9, выход которого подключен кпервому входу первого мостового управляемого выпрямителя 8, управляемые входыкоторого соединены с выходом усилителяформирователя 19 импульсов, при этом второй вывод первой секции трансформатора 7соединен с вторым входом первого выпрямителя 8, первый выход которого подсоединен к фильтру 10 низких частот и к анодувентиля 11 неуправляемого, а второй выходсоединен с вторым разрядным электродом4, с фильтром 10 низких частот, с вторымвходом датчика 15 напряжения, с емкостным накопителем 13 энергии и с вторымвыходом второго выпрямителя 8, управляемые входы которого соединены с выходомусилителя-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 трансформатора 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 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 подсоединен к усилителю-формирователю 19 импульсов.Устройство работает следующим образом,В микропроцессорную систему 18 управления заносится программа управления и контроля режимами микродугового оксидирования: температура электролита, при которой производится оксидирование металлов и сплавов в импульсном режиме, необходимое напряжение емкостного накопителя энергии, управление временем открытия и закрытия коммутатора разрядного и управляемых выпрямителей, В начальный момент времени подаются переменное напряжение от источника 6 питания на первичную обмотку трансформатора 7 и управляющие импульсы на управляемый выпрямитель 8 от системы 18 уп равл ения через усилитель-формирователь 19 импульсов. При этом на разрядных электродах 3, 4 имеют постоянный ток, Для ограничения пускового тока последовательно с управляемым выпрямителем 8 включен дроссель 9.При протекании постоянного тока температура электролита 2 увеличивается и сигнал, пропорциональный температуре электролита 2, снимается с помощью датчика 5 температуры и подается на вход аналого-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 между выходной температурой электролита 2 с датчика 5 температуры и температурой, установленной режимом микродугового оксидирования, равна нулю, система 18 управления выдает управляющие сигналы на открытие. управляемого второго выпря 170010851015 20 25 30 40 45 50 55 мителя 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 емкостн ого 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.Ф о р мул а 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 тл и ч а ю щ е е с я 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 котооых включены соответственно первый и второй мостовые управляемые выпрямители, а выход первой секции соединен через токоограничивающий дроссель 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 выпрямителя, выход которого подключен параллельно с емкестным 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 аналогоцифрового преобразователя, соответствующие выходы которого подсоединены к входу микропроцессорной системы управления, выход которой соединен с управляющим входом усилителя-формирователя импульсов, один выход которого соединен с управляющим входом управляемого разрядного коммутатора, а другие выходы соединены с соответствующими входами первого и второго мостовых управляемых выпрямителей,