УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОРШНЯ ГИДРОЦИЛИНДРА

Устройство для микродугового оксидирования рабочей поверхности
поршня гидроцилиндра
Полезная модель относится к устройствам для получения оксидных покрытий на деталях, изготовленных из алюминиевых сплавов, и может быть использована при восстановлении с упрочнением рабочей поверхности поршней гидроцилиндров.
Известно устройство для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра, включающее ванну-электролизер, с корпусом из диэлектрического материала, систему прокачки электролита, снабженную охладителем и баком для сбора электролита, источник питания и кольцевой электрод из нержавеющей стали (см. например, заявку на изобретение RU 2002105868 А, опубл. 27.09.2003).
Недостатком данного устройства является то, что электролит в нем может нагреваться до 60°C, что приводит к его интенсивному испарению и перегреву изоляции токопроводов и подвески. Кроме того, нагрев электролита в интервале температур 10…60°C способствует увеличению толщины рыхлого слоя оксидного покрытия, а толщина упрочненного слоя оксидного покрытия, напротив, уменьшается.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции устройства для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра, что позволит увеличить толщину упрочняющего слоя.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра, содержащем ванну-электролизер, с корпусом из диэлектрического материала, систему прокачки электролита, снабженную охладителем и баком для сбора электролита, источник питания и кольцевой электрод из нержавеющей стали, при этом оно выполнено с возможностью установки кольцевого электрода напротив рабочей поверхности поршня гидроцилиндра с зазором 5-10 мм.
Поскольку устройство выполнено с возможностью установки кольцевого электрода напротив рабочей поверхности поршня гидроцилиндра с зазором 5-10 мм, обеспечивается увеличение толщины упрочняющего слоя.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра; на фиг. 2 -разрез фиг. 1 по А-А.
Устройство для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра содержит поршень 1 гидроцилиндра, который через распорную втулку 2 крепится к пластине 3 при помощи болта 4 и гайки 5. Распорная втулка 2 и пластина 3 изготовлены из диэлектрического материала. Пластина 3 с закрепленным на ней поршнем 1 гидроцилиндра устанавливается и фиксируется на ванне-электролизере 6, которая также изготовлена из диэлектрического материала. На внутренней поверхности ванны-электролизера 6 установлен кольцевой электрод 7 из нержавеющей стали. В верхней части этой ванны имеется отводная труба 8 для подачи нагретого в процессе микродугового оксидирования электролита в бак 9, который служит для сбора электролита. Далее электролит через патрубок 10 подается к щелочестойкому насосу 11, который через трубопровод 12 нагнетает его в охладитель 13, пройдя который охлажденный электролит по подводящей трубе 14 возвращается в ванну-электролизер 6. Охладитель 13 имеет два патрубка: входной 15 и выходной 16, которые служат, соответственно, для подачи и отвода охлаждающего реагента в секцию и из секции охлаждения охладителя 73. В качестве охлаждающего реагента может использоваться холодная водопроводная вода, фреон или озонобезопасный хладон. При этом кольцевой электрод 7 и поршень 1 гидроцилиндра соединены с источником переменного тока (на графическом материале не показан).
2
Устройство для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра работает следующим образом.
Включается щелочестойкий насос 77, приводимый в движение электродвигателем (на графическом материале не показано), который засасывает из бака 9 и нагнетает его через трубопровод 12, охладитель 13 и подводящую трубу 14 во внутреннюю полость ванны-электролизера 6. В это же время открывается кран (на графическом материале не показано) и через входной патрубок 75 в секцию охлаждения охладителя 13 подается охлаждающий реагент, который после заполнения секции охлаждения отводится через выходной патрубок 16. Когда поршень 7 гидроцилиндра окажется полностью скрытым электролитом в ванне-электролизере 6 и электролит через отводную трубу 8 начинает поступать в бак 9, включается источник питания (на графическом материале не показан). Между рабочей поверхностью поршня 7 гидроцилиндра и внутренней поверхностью кольцевого электрода 7 возникают микродуговые разряды. Поскольку между деталью, выполненной, например, в виде поршня 7 гидроцилиндра и кольцевым электродом 7 выставляется зазор в пределах 5... 10 мм при напряжении 380 В, силе тока 5А и температуре электролита 8…10°C, обеспечивается повышение толщины упрочняющего слоя и микротвердости формируемого покрытия, уменьшение пористости и интенсивности изнашивания покрытия, а также возможность локального формирования оксидного покрытия. Указанные параметры проведения микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра были получены опытно-экспериментальным путем.
Продолжительность процесса микродугового оксидирования составляет не более 90 мин при вышеуказанных параметрах.
Благодаря тому, что система прокачки электролита снабжена охладителем 13, температура электролита постоянно находится в интервале 8…10°C, что позволяет получить минимальную толщину рыхлого слоя
3
сформированного оксидного покрытия, а также значительно увеличить толщину упрочненного слоя.
2
3
За счет перечисленных конструктивных особенностей выполнения устройства для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра на порядок снижается пористость этих покрытий, увеличивается содержание упрочняющей фазы α-AlO (оксида алюминия) и повышается микротвердость, а интенсивность изнашивания существенно снижается (см. таблицу 1).
2
3
Как видно из таблицы, применение предлагаемого устройства для микродугового оксидирования рабочей поверхности поршня гидроцилиндра позволяет увеличить на 64% толщину упрочненного слоя и уменьшить на 50% толщину рыхлого слоя, увеличить на 25…71% содержание упрочняющей фазы α-AlO (оксида алюминия) и на 12,5% микротвердость, а пористость и интенсивность изнашивания, напротив, снижаются на
4
39…150% и 24%, соответственно, тем самым свойства сформированного оксидного покрытия значительно повышаются.
2
3
Таким образом, предлагаемое устройство повышает толщину основного упрочняющего слоя, содержание упрочняющей фазы α-AlO (оксида алюминия) и микротвердость формируемых оксидных покрытий, а также позволяет получить минимальную толщину рыхлого слоя, пористость и интенсивность изнашивания этих покрытий.
Использование предлагаемого устройства для микродугового оксидирования целесообразно не только при восстановлении с упрочнением изношенных рабочих поверхностей поршней гидроцилиндров, но и при упрочнении новых деталей.
5