鍛鋁微弧氧化過(guò)程控制問(wèn)題的研究.pdf

1、微弧氧化是一種在含有特定離子的電解液中通過(guò)高壓放電處理和電化學(xué)氧化的共同作用，在鋁、鎂、鈦等有色金屬及其合金材料表面原位產(chǎn)生陶瓷層的表面處理技術(shù)。微弧氧化技術(shù)處理工藝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，處理工件能力強(qiáng)，而且大幅度提高了鋁及其合金材料的性能，達(dá)到了第二代工程材料（金屬）和第三代工程材料（陶瓷）的完美結(jié)合，是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的輕合金表面處理技術(shù)。
　　 由于微弧氧化機(jī)理研究難度比常規(guī)氧化過(guò)程要大的多，國(guó)內(nèi)微弧氧化技術(shù)自動(dòng)化程度還不高

2、，提高微弧氧化自動(dòng)化水平并實(shí)現(xiàn)智能化控制是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　 本文分析了微弧氧化過(guò)程，把微弧氧化分為三個(gè)階段：陽(yáng)極氧化階段、火花放電和微弧氧化階段、熄弧階段，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以了解到每個(gè)階段電流和電壓變化有自己的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)控制電路和軟件調(diào)整實(shí)現(xiàn)了鍛鋁微弧氧化工藝過(guò)程的自動(dòng)化控制，達(dá)到了鍛鋁表面改性工藝自動(dòng)控制的目的。
　　 本文以PIC16F788A單片機(jī)為核心控制芯片，在利用本實(shí)驗(yàn)室自行研制的微弧氧化電源

3、的基礎(chǔ)上，根據(jù)等離子體微弧氧化工藝特點(diǎn)，綜合考慮各種因素，設(shè)計(jì)了一種等離子體鍛鋁微弧氧化工藝控制系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)為電源模式可調(diào)、電壓可調(diào)、電流可調(diào)、頻率可調(diào)、占空比可調(diào)的微弧氧化過(guò)程控制裝置。電壓、電流、頻率和占空比等工藝參數(shù)在最初由鍵盤輸入給定后，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)選取每個(gè)階段所需要的參數(shù)量，引導(dǎo)系統(tǒng)完成整個(gè)微弧氧化工藝過(guò)程，最終生成陶瓷膜層。工藝試驗(yàn)過(guò)程中，工藝參數(shù)可被中斷重新設(shè)置輸入，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整參數(shù)配置，完成整個(gè)工藝操作過(guò)程。

4、>　　 本文主要研究?jī)?nèi)容包括：等離子體微弧氧化工藝過(guò)程特點(diǎn)研究，現(xiàn)場(chǎng)控制電路及主控制程序模塊的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)輸入輸出的電路及按鍵控制軟件模塊和D/A轉(zhuǎn)換軟件模塊的設(shè)計(jì)；顯示電路及液晶顯示軟件模塊的設(shè)計(jì)。
　　 實(shí)驗(yàn)表明，該等離子體微弧氧化控制系統(tǒng)能夠完成鍛鋁微弧氧化工藝控制。該控制系統(tǒng)對(duì)電壓的動(dòng)態(tài)控制精度為±1％；對(duì)電流的動(dòng)態(tài)控制精度為±5％；對(duì)頻率的穩(wěn)態(tài)控制精度為±1％；對(duì)占空比的穩(wěn)態(tài)控制精度為±5％；對(duì)時(shí)間的動(dòng)態(tài)控制精度為±0