一种基于不溶性阳极振动的电铸方法

本发明涉及电铸加工领域，尤其涉及一种基于不溶性阳极振动的电铸方法。

背景技术：

1、电铸技术是指运用电化学还原反应原理，在阴极表面发生金属原子沉积，形成一定厚度的电铸层，从而获取满足设计要求的零件。在电铸过程，由于阴极表面电场的分布不均和副反应产生的氢气泡依附在电铸层表面，电铸层会产生厚度分布不均匀和电铸层表面出现针孔、麻点等缺陷的现象，这会降低了电铸层表面的质量。提高电铸层厚度均匀性的方法有使用远阳极或象形阳极等，其中象形阳极的方法主要是通过在阴极与阳极之间构造近似相等的间隙来使得阴极表面的电场分布变得均匀，从而提高了电铸层的厚度均匀性。提高电铸层表面质量的机械方法主要有搅拌、高速冲液。这两种办法都是通过改变极间间隙中的流场分布来使得极间间隙中的电铸液均匀流动，使用电铸液流除去电铸层表面依附的氢气泡，从而提高了电铸层的表面质量和电铸层的致密性。公开号为cn202210314500.7的中国发明专利介绍了一种远阳极电铸中阴极表面高速冲液装置，该专利提出通过使用高速电铸液冲刷阴极表面来去除电铸过程中产生的氢气泡来提高电铸层的质量。同时高速的电铸液流在阴极表面形成了一个稳定的高速流场，能够实现阴极与阳极之间的电铸液更新，有利于提高电铸过程的稳定性。但是对于轮廓复杂的阴极，无论使用象形阳极还是远阳极高速冲液，都很难实现阴极表面流场的高速均匀冲液。这不仅会导致电铸层厚度分布不均匀，而且会降低电铸层材料组织结构和性能的均匀性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对电铸件厚度均匀性和表面质量差的问题，提供一种不溶性象形阳极振动电铸方法。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种基于不溶性阳极振动的电铸方法，包含以下步骤：

4、步骤1），制作一个表面与待加工零件外形相同的芯模作为阴极，并采用不溶性材料加工出一个具有与阴极形面相配合的阳极形面的阳极；

5、步骤2），将阴极置于电铸槽底部，使其阴极形面朝上；同时将阳极置于阴极正上方，使得阳极形面和阴极形面相互配合且阳极形面和阴极形面之间的距离为预设的距离阈值；

6、步骤3），用导线将阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；

7、步骤4），向电铸槽中充入电铸液，控制电铸液自循环且温度恒定在预设的温度阈值；然后启动电源输出，电源采用恒电流输出，电流密度为预设的电流密度阈值；

8、步骤5），控制阳极使其以预设的振动频率阈值上下振动，振幅小于所述预设的距离阈值；同时控制阳极朝上移动，移动的速度等于电铸层增厚的速度；

9、步骤6），电铸层厚度满足要求后，切断电源，停止阳极振动和电铸液供给，从电铸槽中取出阴极；

10、步骤7），对阴极进行清洗和干燥后，分离金属沉积层，得到所需加工的零件。

11、作为本发明一种基于不溶性阳极振动的电铸方法进一步的优化方案，所述阴极采用铝或不锈钢制成。

12、作为本发明一种基于不溶性阳极振动的电铸方法进一步的优化方案，所述阳极采用钛或石墨制成。

13、作为本发明一种基于不溶性阳极振动的电铸方法进一步的优化方案，所述预设的电流密度阈值的范围为1a/dm2-5a/dm2。

14、作为本发明一种基于不溶性阳极振动的电铸方法进一步的优化方案，所述电铸液包含300g/l-500g/l的氨基磺酸镍、30g/l-45g/l的硼酸、0g/l-30g/l的氯化镍。

15、作为本发明一种基于不溶性阳极振动的电铸方法进一步的优化方案，所述步骤5）中阳极的振动幅度为4mm-20mm，振动频率为0.1hz-20hz。

16、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

17、本发明通过缩小不溶性象形阳极与阴极之间的间隙来使得阴极表面获取一个较为均匀的电场，从而提高了电铸层厚度的均匀性。此外，本发明通过小幅度和低频率的阳极振动来解决因为极间间隙过小而导致电铸液没办法及时更新的问题，并且有效地去除极间间隙中的氢气泡，减少了因为氢气泡而导致电铸层产生针孔、麻点等缺陷的可能性，从而提高电铸层的致密性。

技术特征：

1.一种基于不溶性阳极振动的电铸方法，其特征在于包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于不溶性阳极振动的电铸方法，其特征在于，所述阴极采用铝或不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的基于不溶性阳极振动的电铸方法，其特征在于，所述阳极采用钛或石墨制成。

4.根据权利要求1所述的基于不溶性阳极振动的电铸方法，其特征在于，所述预设的电流密度阈值的范围为1a/dm2-5a/dm2。

5.根据权利要求1所述的基于不溶性阳极振动的电铸技术，其特征在于，所述电铸液包含300g/l-500g/l的氨基磺酸镍、30g/l-45g/l的硼酸、0g/l-30g/l的氯化镍。

6.根据权利要求1所述的基于不溶性阳极振动的电铸技术，其特征在于，所述步骤5）中阳极的振动幅度为4mm-20mm，振动频率为0.1hz-20hz。

技术总结本发明公开了一种基于不溶性阳极振动的电铸方法，通过缩小不溶性阳极与阴极之间的间隙来使得阴极表面获取一个较为均匀的电场，从而提高电铸层厚度的均匀性。此外，本发明通过控制阳极振动来解决因为极间间隙过小而导致电铸液没办法及时更新的问题，并且有效地去除极间间隙中的氢气泡，减少因为氢气泡而导致电铸层产生针孔、麻点等缺陷的可能性，从而提高了电铸层的致密性。技术研发人员：朱增伟,王壮壮,杨崇,朱荻,梁明洋受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30