鍛鋁微弧氧化過程控制問題的研究.pdf

1、微弧氧化是一種在含有特定離子的電解液中通過高壓放電處理和電化學氧化的共同作用，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。微弧氧化技術處理工藝簡單，對環(huán)境無污染，處理工件能力強，而且大幅度提高了鋁及其合金材料的性能，達到了第二代工程材料（金屬）和第三代工程材料（陶瓷）的完美結合，是一項很有發(fā)展前途的輕合金表面處理技術。
　　 由于微弧氧化機理研究難度比常規(guī)氧化過程要大的多，國內(nèi)微弧氧化技術自動化程度還不高

2、，提高微弧氧化自動化水平并實現(xiàn)智能化控制是一個亟待解決的問題。
　　 本文分析了微弧氧化過程，把微弧氧化分為三個階段：陽極氧化階段、火花放電和微弧氧化階段、熄弧階段，通過實驗，可以了解到每個階段電流和電壓變化有自己的特點。在此基礎上通過控制電路和軟件調(diào)整實現(xiàn)了鍛鋁微弧氧化工藝過程的自動化控制，達到了鍛鋁表面改性工藝自動控制的目的。
　　 本文以PIC16F788A單片機為核心控制芯片，在利用本實驗室自行研制的微弧氧化電源

3、的基礎上，根據(jù)等離子體微弧氧化工藝特點，綜合考慮各種因素，設計了一種等離子體鍛鋁微弧氧化工藝控制系統(tǒng)。所設計系統(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，單片機會自動選取每個階段所需要的參數(shù)量，引導系統(tǒng)完成整個微弧氧化工藝過程，最終生成陶瓷膜層。工藝試驗過程中，工藝參數(shù)可被中斷重新設置輸入，系統(tǒng)將自動調(diào)整參數(shù)配置，完成整個工藝操作過程。

4、>　　 本文主要研究內(nèi)容包括：等離子體微弧氧化工藝過程特點研究，現(xiàn)場控制電路及主控制程序模塊的設計；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)換軟件模塊的設計；顯示電路及液晶顯示軟件模塊的設計。
　　 實驗表明，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)對電壓的動態(tài)控制精度為±1％；對電流的動態(tài)控制精度為±5％；對頻率的穩(wěn)態(tài)控制精度為±1％；對占空比的穩(wěn)態(tài)控制精度為±5％；對時間的動態(tài)控制精度為±0