[发明专利]一种控制电解电流密度的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源，特别是用于电解处理的直流电源。

背景技术

在电镀、阳极氧化等电解处理过程中，通过零件的电流密度是进行处理过程重要的一项工艺参数，它直接关系到处理的零件是否因电流密度过小出现膜厚不足或无镀膜、氧化膜生成，或因电流密度过大而出现烧蚀等严重质量问题。

但现有设备只具有电流、电压、处理时间、总安时数、恒流/恒压氧化处理方式选择等显示、控制功能，无显示电流密度的功能，更无法直接控制电流密度的大小。

根据定义，电流密度是指工件单位表面积上通过的电流，即：电流密度＝回路总电流/零件总表面积。由此可知，电流密度的大小直接取决于通过零件的总电流和零件的总表面积，即要想知道电流密度的大小，必须知道通过零件的总电流和零件的总表面积。在电路上，通过零件的总电流是很容易检测得到的，但要想测算出每次所处理零件的总表面积几乎是不可能的，因为每次所氧化处理零件的外形和数量都会各种各样、多少不一，因此，给生产工人预置、控制电流密度带来不可逾越的困难。

由于目前国内研制生产的各种电源均无显示和控制电流密度的功能，现场生产工人只能凭经验来粗略掌握控制零件在电解处理过程中的电流密度，对电流密度值无法进行精确、量化、直观的显示和控制。对产品质量无法实现准确的过程控制，从而影响加工产品质量的稳定性。

发明内容

本发明通过试板与零件类比的方法，利用工业计算机或单片机等控制系统软硬件，实时自动采集、记录零件在电解加工过程中的电流、电压、温度、时间(时刻)等工艺参数；让控制系统按建立的数学模型公式，实时计算出阳极氧化过程中的电流密度并实现自动控制，使现场生产工人能实时、精确、直观地了解掌握零件在电解加工过程中的电流密度，从而实现对产品零件加工过程准确的质量控制，确保产品质量稳定。

本发明方法步骤为：

1)标定：

a、制作试板，表面积为S；

b、将试板表面积S数据预置入控制装置中；

c、设定电源的输出电压或电流，将装挂好的未处理试板浸没放入槽液中；

d、启动电源输出进行电解，控制装置在程序控制下在设定时刻采集、记录此时电源输出的电压(U₀)、输出的总电流(I_0j)和槽液温度(t_j)；

e、本次标定完成，取出试板；

f、将槽液温度分别控制在各种常用温度下，重复上述c、d步骤；

2)电解加工：

a、将零件装挂在挂架上；

b、将零件放入槽液中，启动电源输出，控制装置在规定的时刻采集、记录电源输出的电压(U_x0)、输出的总电流(I_x0)和槽液温度(t_j)。

c、控制装置根据槽液温度t_j对应的I_0j、U₀，计算

k=Ux0U0.I0jIx0.1S]]>

3)电流密度控制：

零件电解处理的电流密度为

i_x＝kI_x

I_x为电源输出的总电流

一种可控制电流密度的电源，包括电源、电流密度控制装置，电流密度控制装置包括：

数据存储单元，存储标定时，试板面积S、温度t_j及其对应的电流电压；