一种电铸装置及电铸方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，尤其为一种电铸装置及电铸方法。

背景技术：

电铸成型是利用电沉积的方法在阴极芯模上还原、沉积金属离子，然后将金属沉积层与阴极芯模分离获取零件的一种特种加工方法。由于电铸层是通过金属离子堆积而成，因而它可以精密复制阴极表面结构，理论上可达离子级加工精度。所成形的零件能够精确复制阴极形状及其表面微结构，可以用来制作异型、复杂的精密零件。

传统的电铸工艺还由于电铸过程中电解水在阴极表面产生的气泡导致工件存在如针孔、麻点、结瘤等缺陷，上述缺陷随着沉积时间的延长迅速恶化，使得沉积层表面质量变坏，材料的均匀性和力学性能较差。

技术实现要素：

本发明目的在于解决上述问题，提供了一种电铸装置及电铸方法，具体由以下技术方案实现：

一种电铸装置，包括电铸池、阴极、阳极、脉冲电源、水泵以及储液箱，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中。

所述的一种电铸装置，其进一步设计在于，所述电铸池中设置有过滤槽，该过滤槽为截面呈u形的直槽，过滤槽的槽口向上，其两侧槽壁开设有槽孔，过滤槽的外壁包覆有滤布；所述阴极置于所述过滤槽内。

所述的一种电铸装置，其进一步设计在于，所述阴极连接可转动地设置在所述电铸池中。

所述的一种电铸装置，其进一步设计在于，一转轴可转动地贯穿设置于所述电铸池的一侧壁，转轴位于电铸池内的一端连接所述阴极，所述转轴的另一端位于电铸池的外侧并且连接一驱动电机，所述阴极在转轴以及驱动电机的驱动下可转动地设置在所述电铸池中。

所述的一种电铸装置，其进一步设计在于，所述阴极呈直筒状，其内壁贴敷设置有加热片，所述加热片形成所述的控温装置。

一种电铸方法，该方法采用了一种电铸装置，该电铸装置包括电铸池、阴极、阳极、脉冲电源、水泵以及储液箱，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中；具体方法如下：打开脉冲电源，金属离子在阴极上沉积，与此同时，控温装置确保阴极的温度保持在26摄氏度；开启水泵，使得循环水路中的溶液保持流动状态，溶液在流动过程中将从阴极吸收的热量散失掉确保溶液的温度低于阴极的温度；在阴极沉积的金属离子形成电铸件后将阴极去除。

本发明有益效果在于：

通过对阴极适度加热，使得电铸过程中生成的气泡易于从沉积层脱离，减少了工件由于气泡形成的针孔、麻点、结瘤等瑕疵存；利用循环水路使得溶液低速流动，便于气泡受到扰动而溢出的同时也在循环过程中将溶液从阴极吸收的热量散失掉，确保溶液的温度保持在较低状态，防止工件内应力较高。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构简易示意图。

图2是电铸池及阴极的结构示意图。

图3是阴极外部结构示意图。

图4是阴极内部结构示意图。

图5实施例的电铸件扫描电镜图。

图6是对比例的电铸件扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明：

如图所示的一种电铸装置，包括电铸池1、阴极2、阳极3、脉冲电源4、水泵5以及储液箱6，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中。

结合图2所示，所述电铸池1中设置有过滤槽11，该过滤槽11为截面呈u形的直槽，过滤槽的槽口向上，其两侧槽壁开设有槽孔111，过滤槽的外壁包覆有滤布（图中未画出）；所述阴极2置于所述过滤槽内。

所述阴极2连接可转动地设置在所述电铸池1中。具体而言，转轴21可转动地贯穿设置于所述电铸池的一侧壁，转轴位于电铸池内的一端连接所述阴极，所述转轴21的另一端经由位于电铸池外侧的支架23支承并且连接一驱动电机22，驱动电机22连接控制器24，所述阴极在转轴以及驱动电机的驱动下可转动地设置在所述电铸池中。阴极在电铸池中匀速转动，确保金属离子在阴极表面的沉积均匀。

结合图3、图4所示，所述阴极2呈直筒状，其内壁贴敷设置有加热片25，所述加热片形成所述的控温装置，加热片也与所述控制器24信号连接。

一种电铸方法，该方法采用前述的电铸装置，具体方法如下：打开脉冲电源，金属离子在阴极上沉积，与此同时，控温装置确保阴极的温度保持在26摄氏度；开启水泵，使得循环水路中的溶液保持流动状态，溶液在流动过程中将从阴极吸收的热量散失掉确保溶液的温度低于阴极的温度；在阴极沉积的金属离子形成电铸件后将阴极去除。

经由本实施例形成的电铸件的扫描电镜图如图5所示，很明显电铸层表面晶粒均匀、较为平整；作为对比，在没有对阴极进行加热并且设置溶液的循环水路的情况下，电铸件的扫描电镜图如图6所示，对比例的电铸层表面晶粒大小不一，凹凸不平整。

实施例通过对阴极适度加热，使得电铸过程中生成的气泡易于从沉积层脱离，减少了工件由于气泡形成的针孔、麻点、结瘤等瑕疵存；利用循环水路使得溶液低速流动，便于气泡受到扰动而溢出的同时也在循环过程中将溶液从阴极吸收的热量散失掉，确保溶液的温度保持在较低状态，防止工件内应力较高。

技术特征：

1.一种电铸装置，其特征在于包括电铸池、阴极、阳极、脉冲电源、水泵以及储液箱，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中。

2.根据权利要求1所述的一种电铸装置，其特征在于，所述电铸池中设置有过滤槽，该过滤槽为截面呈u形的直槽，过滤槽的槽口向上，其两侧槽壁开设有槽孔，过滤槽的外壁包覆有滤布；所述阴极置于所述过滤槽内。

3.根据权利要求1所述的一种电铸装置，其特征在于，所述阴极连接可转动地设置在所述电铸池中。

4.根据权利要求1所述的一种电铸装置，其特征在于，一转轴可转动地贯穿设置于所述电铸池的一侧壁，转轴位于电铸池内的一端连接所述阴极，所述转轴的另一端位于电铸池的外侧并且连接一驱动电机，所述阴极在转轴以及驱动电机的驱动下可转动地设置在所述电铸池中。

5.根据权利要求1所述的一种电铸装置，其特征在于，所述阴极呈直筒状，其内壁贴敷设置有加热片，所述加热片形成所述的控温装置。

6.一种电铸方法，其特征在于，该方法采用了一种电铸装置，该电铸装置包括电铸池、阴极、阳极、脉冲电源、水泵以及储液箱，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中；具体方法如下：打开脉冲电源，金属离子在阴极上沉积，与此同时，控温装置确保阴极的温度保持在26摄氏度；开启水泵，使得循环水路中的溶液保持流动状态，溶液在流动过程中将从阴极吸收的热量散失掉确保溶液的温度低于阴极的温度；在阴极沉积的金属离子形成电铸件后将阴极去除。

技术总结
本发明涉及一种电铸装置及利用该电铸装置的电铸方法，电铸装置包括电铸池、阴极、阳极、脉冲电源、水泵以及储液箱，所述电铸池内容有用于电铸的溶液，所述阴极、阳极分别置于电铸池内的溶液中，并且阴极、阳极通过分别通过导线与所述脉冲电源连接；所述阴极连接有控温装置，所述储液箱经过管路与所述电铸池连接形成循环水路，所述水泵设置在所述循环水路中。本发明通过对阴极适度加热，使得电铸过程中生成的气泡易于从沉积层脱离，减少了工件由于气泡形成的针孔、麻点、结瘤等瑕疵存。

技术研发人员：钱双庆;付新锋;章勇;周井玲;万晓峰;程海正;张华
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021.07.23