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大型零部件局部微弧氧化修复技术

发表时间:2020-04-02 19:22:02
大型零部件局部微弧氧化修复技术

大型轻合金零部件经过微弧氧化及复合防护处理后,运输及使用过程中不可避免会遇到表面磕碰与擦伤,因此对安装定位后的零件局部进行现场防护和修复有着重要的工程应用价值。针对现有微弧氧化技术应用于外场现场修复时,制约其应用的一个关键问题是微弧氧化庞大的电源与电解槽系统使外场作业很难实现。采用便携式微弧氧化电源及设计特殊的喷射阴极装置,将解决微弧氧化膜层用于外场修复的难题,同时优化修复工艺,获得抗腐蚀性能高的防护膜层。通过设计并制造喷射式阴极(控制电场有效作用区域)微弧氧化技术,并结合电参数优化实现局部零件表面微弧氧化陶瓷层的修复。

喷射式阴极实现外场局部修复用微弧氧化装置示意图,其主要组成为:便携式灵巧脉冲电源、喷射式阴极、电解液循环系统。便携式脉冲电源提供外场修复时微弧氧化的能量;可移动喷射式阴极使电场局限在阴极辐射到的区域,在阴极电场辐射到的区域才能放电生长涂层,适合局部损伤部位外场原位生长陶瓷涂层。电解液循环系统与喷射式阴极结合,与合金构件表面在外加电压作用下构成微弧放电的回路。喷射式阴极装置的应用,避免了以往将庞大的构件运载至实验室(车间)采用浸入电解池中氧化进行修复的限制。另外,通过阴极的不断移动实现涂层的大面积生长;阴极的电场辐射范围可根据阴极的形状和大小进行设计,以满足不同损伤面积构件表面修复或大面积涂层制备的要求

扫描式微弧氧化打破传统微弧氧化加工布局方式,其装置示意图如图2所示。首先,将阴极转化成直径细小的内冲液式管状电极,作为扫描端使阴极极指向工件的待修复表面,并保持扫描端与阳极表面具有一定的放电间隙。再次,利用潜水泵把工作液通过管状阴极送进放电间隙。工作液装在具有外部水冷设施的槽中,放电后的工作液被回收到这个槽里,槽中安装搅拌器,保持工作液的浓度均匀温度在30℃。小型脉冲电源提供外场修复时微弧氧化的能量,使阴极在待修复工件表面按照预定的轨迹扫描生成陶瓷膜。

铝、镁合金大型零部件借助扫描式微弧氧化技术局部修复后,后续可采用喷涂或刷镀的方式继续进行涂装,满足零件于各种环境条件下的表面性能要求,最终实现表面防护膜层的恢复,提高轻合金零部件使用寿命。同时,通过可控连续扫描微弧氧化模式也可适应结构功能一体化大面积防护膜层的制备。
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