本發(fā)明涉及陶瓷電鍍技術(shù)，具體是一種在金屬零件上產(chǎn)生陶瓷保護(hù)涂層的裝置以及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，單一的材料表面已經(jīng)難以滿足高溫、嚴(yán)重腐蝕等特殊環(huán)境下的要求，自身的局限性影響著正常工業(yè)生產(chǎn)與應(yīng)用，而陶瓷材料的耐高溫、耐腐蝕、絕緣等許多特性逐漸成為一種新型的工業(yè)材料，然而陶瓷本身也具有一定的局限性，比如材料脆性大，可加工性能差，從而限制陶瓷在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用，如果在金屬或合金表面電鍍上一層陶瓷材料，將更好地結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，在保持金屬所擁有的性能的同時(shí)能兼具著陶瓷產(chǎn)品的物理和化學(xué)性能，有效地增強(qiáng)傳統(tǒng)材料的表面性能，擴(kuò)大陶瓷—金屬材料應(yīng)用的廣泛性。

現(xiàn)有的陶瓷電鍍技術(shù)主要是微等離子體電解氧化技術(shù)，主要用于在鋁、鐵、銅、銀等基材料表面形成陶瓷層，然而現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品可得到的涂層不夠厚，對基體材料的粘附力低，同時(shí)，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝只能將加工品固定狀態(tài)放置于電解質(zhì)液中加工，無法進(jìn)行流動(dòng)性加工，工作效率低下且加工效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于給金屬零件電鍍上陶瓷保護(hù)涂層的裝置，以及通過陶瓷原材料電鍍在金屬或合金的零件上產(chǎn)生保護(hù)涂層的方法，從而使金屬零件的表面具有高硬度、低磨擦系數(shù)的性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種在金屬零件上產(chǎn)生陶瓷保護(hù)涂層的裝置，其特點(diǎn)是包括金屬槽、置于金屬槽中的電解質(zhì)液、用于放置金屬零件的支架、陶瓷原料、具有絕緣外層的導(dǎo)電線以及電源，所述支架設(shè)置于金屬槽開口附近的電解質(zhì)液的液面處，所述陶瓷原料固定在所述導(dǎo)電線的端部并置于電解質(zhì)液中，所述電源的一個(gè)接線端與所述支架上的金屬零件相連接，電源的另一個(gè)接線端與所述陶瓷原料相連接。

其中，所述支架外部涂設(shè)有陶瓷電絕緣材料層。

優(yōu)選地，所述金屬槽為球狀器皿。

本發(fā)明還公開了一種在金屬零件上產(chǎn)生陶瓷保護(hù)涂層的方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

S1、在金屬槽中放滿電解質(zhì)液；

S2、在金屬槽中將陶瓷原料固定在涂有電絕緣涂層的導(dǎo)電線上，金屬零件與電源的一個(gè)接線端相連接，電源的另一個(gè)接線端與陶瓷原料連接；

S3、在金屬零件與陶瓷原料之間建立工作電壓；

S4、陶瓷原料置入電解質(zhì)液中，使用陶瓷原材料通過電化學(xué)氧化處理，金屬零件沿著金屬槽內(nèi)部不斷來回重復(fù)穿過電解液，在電壓的作用下，在金屬零件和陶瓷原料形成正負(fù)極，正負(fù)離子相互結(jié)合，從而使陶瓷原料能高粘附力在金屬零件表面；

S5、金屬零件沿著金屬槽內(nèi)部不斷來回重復(fù)穿過電解液，穿過的過程中陶瓷原料不斷粘附在金屬件上，直到最后完成電鍍作業(yè)。

本發(fā)明的有益效果是：

本申請的裝置和方法可顯著增加由合金制造的零件上可得到的涂層的厚度，并提高涂層對基體材料的粘附力。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種在金屬零件上產(chǎn)生陶瓷保護(hù)涂層的裝置，包括金屬槽1、置于金屬槽1中的電解質(zhì)液2、用于放置金屬零件3的支架、陶瓷原料4、具有絕緣外層的導(dǎo)電線以及電源5，支架設(shè)置于金屬槽1開口附近的電解質(zhì)液2的液面處，陶瓷原料4固定在所述導(dǎo)電線的端部并置于電解質(zhì)液2中，電源5的一個(gè)接線端與支架上的金屬零件3相連接，電源5的另一個(gè)接線端與所述陶瓷原料4相連接。其中，該支架外部涂設(shè)有陶瓷電絕緣材料層。在空氣-電解質(zhì)界面處的支架外部涂上陶瓷電絕緣材料可消除蒸汽和氣體相的影響，或具體而言避免零件分流和通過零件減小電流量，從而創(chuàng)造進(jìn)一步升高電壓的條件，因此可創(chuàng)造陶瓷保護(hù)涂層厚度進(jìn)一步快速生長的條件。

該發(fā)明的一種在金屬零件3上產(chǎn)生陶瓷保護(hù)涂層的方法，包括以下步驟：

S1、在金屬槽1中放滿電解質(zhì)液2；

S2、在金屬槽1中將陶瓷原料4固定在涂有電絕緣涂層的導(dǎo)電線上，金屬零件3與電源5的一個(gè)接線端相連接，電源5的另一個(gè)接線端與陶瓷原料4連接；

S3、在金屬零件3與陶瓷原料4之間建立工作電壓；

S4、陶瓷原料4置入電解質(zhì)液2中，使用陶瓷原材4料通過電化學(xué)氧化處理，金屬零件3沿著金屬槽1內(nèi)部不斷來回重復(fù)穿過電解質(zhì)液2，在電壓的作用下，在金屬零件3和陶瓷原料4形成正負(fù)極，正負(fù)離子相互結(jié)合，從而使陶瓷原料4能高粘附力在金屬零件3表面；

S5、金屬零件3沿著金屬槽1內(nèi)部不斷來回重復(fù)穿過電解質(zhì)液2，穿過的過程中陶瓷原料4不斷粘附在金屬零件3上，直到最后完成電鍍作業(yè)。

通過該方法可使到金屬零件3上具有一層高強(qiáng)度、耐磨、絕緣、抗高溫、抗腐蝕的陶瓷保護(hù)涂層，從而可在用于摩擦?xí)r無需額外進(jìn)行潤滑處理。

進(jìn)行一般的陽極氧化工藝，其中產(chǎn)生氧化物膜，電壓繼續(xù)升高到某一數(shù)值，合金件表面創(chuàng)造出產(chǎn)生擊穿陽極氧化物膜的微電弧放電需要的條件，以在擊穿處形成新的較厚保護(hù)膜。隨著微電孤放電的發(fā)生，在空氣- 電解質(zhì)過渡處。由于在電解質(zhì)-空氣部分存在電絕緣，可成功地防止所述多孔節(jié)疤的生成，這將促進(jìn)保護(hù)涂層厚度進(jìn)一步增厚。

本方法可顯著提高金屬零件3上的電壓，并將可得到的陶瓷涂層的厚度提高兩倍以上。檢查陶瓷涂層對基體材料的粘附力時(shí)發(fā)現(xiàn)，陶瓷涂層分離未像在原型中那樣發(fā)生在保護(hù)膜的下部邊界，而是在基體材料上。

實(shí)施例：

在含有2g/1KOH和9g/1水玻璃的電解質(zhì)中，對D16等級(jí)的鋁合金零件進(jìn)行涂層操作，涂覆效率為41.7m/h（即1km/24h），電解質(zhì)溫度為 20-60℃，電流密度為 20A/dm3。

最終所得涂層的厚度為：

對未保護(hù)金屬合金件為 106mcm；

對受保護(hù)金屬合金件為 225mcm。

盡管本發(fā)明是參照具體實(shí)施例來描述，但這種描述并不意味著對本發(fā)明構(gòu)成限制。參照本發(fā)明的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。