【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微弧氧化设备，具体涉及一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置。
技术介绍
1、微弧氧化又称微等离子体氧化、火花放电阳极氧化等，是一种在阳极氧化基础发展起来的可以在镁、铝、钛等阀金属表面原位生长氧化物陶瓷膜层的表面处理新技术。由于该方法工艺简单，对环境污染小，并且制备的膜层具有良好的耐磨耐蚀、抗高温氧化、隔热等性能，因而逐渐成为研究的热点。
2、本专利技术人发现，由于微弧氧化放电特性是微弧氧化膜层质量的重要影响方面，是在微弧氧化层生长的主要阶段，薄膜上的电压随时间变化趋于平缓，阳极表面的火花变大且数量变多，可观察到弧光不断游动，火花游动就是原有膜层的薄弱区域发生反复击穿，使薄膜连续熔融和沉积，如此反复熔融、凝固、堆积，使膜层变厚，并不断填充薄弱的地方，最终获得较致密的膜层。此时陶瓷层表面的孔径为最大，放电反应基本发生在孔洞处，如此持续下去会导致膜层表面发生“烧蚀”的现象，即单次电击穿反应过于剧烈使膜层被破坏，基体也融化形成烧蚀坑。
3、另外，微弧氧化膜层的生长阶段，电解液中的气体和工件表面气体作为一种添加剂，有其特殊性：一方面气泡在溶液中不能长期存在，会不断逸出；另外一方面微弧氧化过程本身也产生气体，气体是反应产物的一部分；特殊性还在于它虽然没有被利用，但一直存在，并对溶液的等效导电性有影响。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，包括：
2、基座，设置在基座顶
3、其中微弧氧化特种电源的高电压通过硅变压器转换之后，通过导线传输到立杆上的导电嘴上。
4、所述电解槽中包括pvc槽体，设置在pvc槽体顶部的支撑杆，以及挂在支撑杆上的不锈钢阴极，且支撑杆的右端设置有阳极挂篮，且pvc槽体的顶部边缘右侧上设置有伸入到阳极挂篮内腔中的旋转式放电组件。
5、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述支撑杆的左端与pvc槽体的内腔左侧侧壁连接，且支撑杆的外圈表面上固定有阴极挂具，阴极挂具的底部表面与不锈钢阴极的顶端连接；支撑杆的右端套有套管，套管的底部表面固定有固定杆，固定杆的右侧表面上固定有两圈抱紧阳极挂篮外圈的抱箍，且阳极挂篮的内腔中放置有利用3d打印制造的多孔表面钛合金工件，以及阳极挂篮的周身上开设有多个供电解液渗透进入的通孔。
6、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述旋转式放电组件中包括右端与pvc槽体侧壁连接的支撑板，设置在支撑板内部的电滑环，以及转动连接在支撑板底部表面的齿环；支撑板的顶部表面安装有伺服电机，伺服电机的输出轴贯穿支撑板至其底部，且伺服电机位于支撑板底部的一端通过联轴器连接有齿轮，齿轮与齿环的内圈齿牙相互啮合。
7、在设定伺服电机的转动速率之后，将多孔表面钛合金工件放入到阳极挂具中，在伺服电机的输出轴转动齿轮之后，受制于齿轮的啮合齿环而牵引转动，在齿环底部的立杆也随之旋转，同时导电嘴上的通电线路将因为电滑环的存在而不受到旋转的影响而缠绕。此外，导电嘴的围绕工件进行缓慢旋转，同时电弧将通过导电嘴端嘴释放到工件上，结合电解液的作用，使得工件表面均匀生成氧化膜层。
8、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述齿环的底部表面上固定有立杆，且立杆朝向齿环轴线的一侧表面上固定有数个导电嘴，且导电嘴的供电线缆设置在立杆的内部中，且与电滑环的电源输送端连接，电滑环的电源接入端与微弧氧化特种电源的电源输送端通过硅变压器和导线进行连接。
9、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述支撑板的内部中开设有供电滑环贯穿和固定的圆孔，且支撑板的内部还开设有供伺服电机输出轴贯穿和转动的通孔，通孔内部中设置有与伺服电机输出轴配合的滚珠轴承。
10、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述曝气组件中包括三圈上下布置的环形气管，以及与上层所述环形气管贯通连接的进气管，且环形气管相互之间通过管路贯通连接，进气管远离环形气管的一端贯穿电解槽冷却夹套和电解槽至电解槽冷却夹套的外部，进气管位于电解槽冷却夹套外部的一端连接有集风罩，集风罩的内腔中等距离布置安装有四组风机组。
11、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述环形气管的外圈上通过铝合金丝线悬吊在pvc槽体的内腔中，且环形气管将不锈钢阴极和阳极挂篮包围住，所述风机组从外部抽取空气通过集风罩和环形气管将空气鼓入到pvc槽体内腔的电解液中，环形气管的内侧侧壁上均设置有多个等距离排布的细孔。
12、在微弧氧化的早期阶段，金属光泽逐渐消失，材料表面产生气泡，在工件表面产生一层薄而多孔的绝缘氧化膜，绝缘膜的存在是形成微弧氧化的必要条件。此时，为了规避工件表面形成的气泡较少，导致氧化膜层形成不均匀，通过风机组通电鼓风向外部抽取空气，并在集风罩的集风作用下将空气通过进气管输送到相互贯通的环形气管中，利用环形气管内侧的细孔将气泡输送到工件周围。
13、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述进气管与集风罩的贯通连接部位安装有防止电解液返流的单向止回阀，且电解槽冷却夹套和电解槽的侧壁上均开设有供进气管贯穿的通孔，且通孔内部设置有静密封圈。
14、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述电解槽冷却夹套中包括矩形夹套，开设在矩形夹套内部中供冷却液流通的腔室，以及固定在矩形夹套左侧的出水管和固定在矩形夹套右侧的进水管。
15、在上述一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置的技术方案中，优选地，所述出水管的高度高于进水管的安装高度，且进水管远离矩形夹套的一端与冷热交换器和制冷机组连接，出水管远离矩形夹套的一端与冷热交换器和制冷机组的循环端连接。
16、由上述技术方案可知，本专利技术提供一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、1、将放置待氧化工件的阳极挂篮上方设置旋转式放电组件，利用传动结构和电滑环的配合让导电嘴围绕挂篮中的工件进行圆周运动，使得导电嘴上的电弧环绕工件进行释放，在实现对工件表面形成氧化膜层的同时，表面工件背面的膜层主要依靠电击穿形成，导致膜层形成不均匀。
18、2、在电解槽中设置曝气组件，利用控制输入到电解液中的气流，实现电解液中形成不同剂量的气泡，而在通入气体量适宜时，工件表面制备的膜层表面变得相对平整一些，孔隙尺寸也略有减小。
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1.一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，包括基座(1)，设置在基座(1)顶部表面前侧的电解槽冷却夹套(2)，置于电解槽冷却夹套(2)内腔中的电解槽(3)，以及放置在电解槽(3)内腔中的曝气组件(6)，且基座(1)的顶部表面后侧还固定有微弧氧化特种电源(5)和硅变压器(4)；
2.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述支撑杆(33)的左端与PVC槽体(31)的内腔左侧侧壁连接，且支撑杆(33)的外圈表面上固定有阴极挂具(32)，阴极挂具(32)的底部表面与不锈钢阴极(34)的顶端连接；支撑杆(33)的右端套有套管(39)，套管(39)的底部表面固定有固定杆(35)，固定杆(35)的右侧表面上固定有两圈抱紧阳极挂篮(37)外圈的抱箍(36)，且阳极挂篮(37)的内腔中放置有利用3D打印制造的多孔表面钛合金工件，以及阳极挂篮(37)的周身上开设有多个供电解液渗透进入的通孔。
3.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述旋转式放电组件(38)中包括右端与PVC槽体(31)侧
4.如权利要求3所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述齿环(387)的底部表面上固定有立杆(385)，且立杆(385)朝向齿环(387)轴线的一侧表面上固定有数个导电嘴(386)，且导电嘴(386)的供电线缆设置在立杆(385)的内部中，且与电滑环(382)的电源输送端连接，电滑环(382)的电源接入端与微弧氧化特种电源(5)的电源输送端通过硅变压器(4)和导线进行连接。
5.如权利要求3所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述支撑板(381)的内部中开设有供电滑环(382)贯穿和固定的圆孔，且支撑板(381)的内部还开设有供伺服电机(383)输出轴贯穿和转动的通孔，通孔内部中设置有与伺服电机(383)输出轴配合的滚珠轴承。
6.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述曝气组件(6)中包括三圈上下布置的环形气管(61)，以及与上层所述环形气管(61)贯通连接的进气管(64)，且环形气管(61)相互之间通过管路贯通连接，进气管(64)远离环形气管(61)的一端贯穿电解槽冷却夹套(2)和电解槽(3)至电解槽冷却夹套(2)的外部，进气管(64)位于电解槽冷却夹套(2)外部的一端连接有集风罩(62)，集风罩(62)的内腔中等距离布置安装有四组风机组(63)。
7.如权利要求6所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述环形气管(61)的外圈上通过铝合金丝线悬吊在PVC槽体(31)的内腔中，且环形气管(61)将不锈钢阴极(34)和阳极挂篮(37)包围住，所述风机组(63)从外部抽取空气通过集风罩(62)和环形气管(61)将空气鼓入到PVC槽体(31)内腔的电解液中，环形气管(61)的内侧侧壁上均设置有多个等距离排布的细孔。
8.如权利要求6所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述进气管(64)与集风罩(62)的贯通连接部位安装有防止电解液返流的单向止回阀，且电解槽冷却夹套(2)和电解槽(3)的侧壁上均开设有供进气管(64)贯穿的通孔，且通孔内部设置有静密封圈。
9.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述电解槽冷却夹套(2)中包括矩形夹套(21)，开设在矩形夹套(21)内部中供冷却液流通的腔室(23)，以及固定在矩形夹套(21)左侧的出水管(22)和固定在矩形夹套(21)右侧的进水管(24)。
10.如权利要求9所述的一种3D打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述出水管(22)的高度高于进水管(24)的安装高度，且进水管(24)远离矩形夹套(21)的一端与冷热交换器和制冷机组连接，出水管(22)远离矩形夹套(21)的一端与冷热交换器和制冷机组的循环端连接。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，包括基座(1)，设置在基座(1)顶部表面前侧的电解槽冷却夹套(2)，置于电解槽冷却夹套(2)内腔中的电解槽(3)，以及放置在电解槽(3)内腔中的曝气组件(6)，且基座(1)的顶部表面后侧还固定有微弧氧化特种电源(5)和硅变压器(4)；
2.如权利要求1所述的一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述支撑杆(33)的左端与pvc槽体(31)的内腔左侧侧壁连接，且支撑杆(33)的外圈表面上固定有阴极挂具(32)，阴极挂具(32)的底部表面与不锈钢阴极(34)的顶端连接；支撑杆(33)的右端套有套管(39)，套管(39)的底部表面固定有固定杆(35)，固定杆(35)的右侧表面上固定有两圈抱紧阳极挂篮(37)外圈的抱箍(36)，且阳极挂篮(37)的内腔中放置有利用3d打印制造的多孔表面钛合金工件，以及阳极挂篮(37)的周身上开设有多个供电解液渗透进入的通孔。
3.如权利要求1所述的一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述旋转式放电组件(38)中包括右端与pvc槽体(31)侧壁连接的支撑板(381)，设置在支撑板(381)内部的电滑环(382)，以及转动连接在支撑板(381)底部表面的齿环(387)；
4.如权利要求3所述的一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述齿环(387)的底部表面上固定有立杆(385)，且立杆(385)朝向齿环(387)轴线的一侧表面上固定有数个导电嘴(386)，且导电嘴(386)的供电线缆设置在立杆(385)的内部中，且与电滑环(382)的电源输送端连接，电滑环(382)的电源接入端与微弧氧化特种电源(5)的电源输送端通过硅变压器(4)和导线进行连接。
5.如权利要求3所述的一种3d打印多孔表面钛合金的微弧氧化装置，其特征在于，所述支撑板(381)的内部中开设有供电滑环(382)贯穿和固定的圆孔，且支撑板(381)的内部还开设有供伺服电机(383)输出轴贯穿和转动的通孔，通孔内部中设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗乙娲，焦树强，王明涌，葛建邦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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