[發明專利]通過有源矩陣電化學沉積在氣缸蓋襯墊上制造局部制動件的方法

有效

• 申請號: 200780018573.5
• 申請日: 2007-03-27
• 公開（公告）號: CN101448982A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 月峰·羅
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾公司
• 主分類號: C25D5/02
• 分類號: C25D5/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧 琪

技術領域

本發明涉及一種電化學沉積(ECD)的方法和裝置。更具體地，涉及一種成組的多電極ECD裝置以及用一種靜態的常規形狀的陽極矩陣生成無限多種類的外形形貌的方法，更具體地涉及采用ECD方法的MLS墊圈上的環形制動件的制造。

背景技術

一些加工的產品在金屬工件上需要極細，高精度的輪廓形狀。例如，用于密封內燃機壓縮室的金屬墊圈通常包含一環狀表面形狀的制動件以提供一均勻的應力分布、平面接觸，以及無過度預載壓縮的緊密密封。同時，均勻的應力分布降低了失效率并延長了墊圈壽命。環狀表面形狀的制動件的鍛造對所有現有的工藝技術來說都是一項極度的挑戰。最通常地，運用模壓操作來成型該很薄的制動件的輪廓的厚度通常在60-150微米之間制動件。然而，模壓操作的結果往往不令人滿意，因為在該非常薄的薄層表面上產生了過度變形和應力。

該墊圈制動件的例子只不過是在制造金屬零件中，需要運用精密的輪廓特征的許多工業應用中的一個。因此，需要一種改進的制造工藝以在工件上形成三維尺寸的形狀特征。若在執行這種工藝時不需要將成型工具和工件旋轉或相對運動將會很令人合意。進一步的希望發展出這樣一種具有通用種類和應用的工藝：通過程序控制來產生無限種類的具有特定斷面形狀的輪廓。

發明內容

本發明構思了一種在工件上通過利用一靜態、通用、多段的電極陣列產生電化學沉積建立工件的三維形狀的方法。該方法包含提供多個陽極電極的步驟，每個都具有一活性底端，以規則矩陣方式支持多個電極，并使每個電極同其他的相絕緣，并通過建立一電路，其中每個電極形成獨立陽極，提供一陰極工件具有一用于于其上構型的工件表面，以該工件表面支持工件與電極的活性底端相對的隔開一定距離，使一富含金屬離子的電解質流過工件表面和活性底端之間的空間，選擇性地改變該傳遞給特定電極的電能，以使電解質中的金屬離子減少或沉積到三維形狀的工件表面，支持所有電極的活性底端相對于其他的底端呈固定關系并相對于被整個電化學沉積操作中的加工工件呈固定關系。

根據本發明的另一方面，一運用多段電極陣列通過電化學沉積在工件上建立三維形狀的方法，包括如下步驟：提供多個陽極電極每個具有一活性底端，按有序陣列方式支持該多個電極，使每個電極相對其他電極絕緣，每個電極建立一獨立電路，提供一陰極工件具有一用于在其上構型的工件表面，以該工件表面支持該工件與電極的活性底端相對的隔開一定距離，使一富含金屬離子的電解質流過工件表面和活性底端之間的空間，選擇性的改變該傳遞給特定電極的電能，以使電解質中的金屬離子減少或沉積到三維形狀的工件表面，并用一電絕緣體掩蔽工件表面的一部分以防止金屬離子沉積到選擇的工件表面區域。

本發明的方法提供了一十分精確的，無壓的技術以利用有源矩陣電化學沉積在工件上形成環形的形貌形式。該方法使能量有效利用，并良好的保存，并提供十分準確的形狀。該方法方便的適用于通過使用電腦或其他電子過程控制裝置的程序控制。

根據本發明的另一方面，提供了一種制造夾持于氣缸蓋和內燃機本體之間的襯墊的方法。該方法包含下列步驟：提供一具有工作表面的片狀金屬襯墊本體，形成至少一開口在襯墊體上的缸膛，支持多個呈規則矩陣的電極每個與其他電性絕緣，建立一電路，其中每個電極形成獨立陽極，以該工作表面支持該襯墊本體與電極隔開一定距離，建立一電路，其中襯墊體形成一陰極，使一富含金屬離子的電解質流過工件表面和活性底端之間的空間，通過在多個電極和襯墊體建立一電勢以使在電解質中的金屬離子減少或沉積在工作表面上在缸膛上形成一通用的環形制動件，以及隨著時間的經過通過選擇性的改變該傳遞到電極上的電能，在制動件上形成一環狀壓緊表面。

本發明的制造一具有一環形形狀制動件的襯墊方法為傳統的模壓工藝提供了一經濟的替代方法并提供了極度細致的質量控制。更進一步，用于生產該電極列工具的價格比制造同樣應用的模壓工具的價格要低。通過直接在襯墊體上形成一形狀的制動件，而去除了激光焊接或其他的附屬工藝從而實現了本發明的另一個優點。進一步，實現了減少鋼板的消耗。并且，除此之外，通過將電解質充滿各種類型的金屬離子，有機會使用工程合金。

附圖說明

下面通過結合附圖和具體實施方式將會對本發明作的優點和特征得到更進一步的了解。

圖1是內燃機的簡化局部截面圖，顯示一位于氣缸蓋和本體之間以提供夾緊保持力的墊圈；

圖2是氣缸蓋墊圈的一實施例的俯視圖；

圖3是一為突出顯示它的壓緊表面的側面輪廓而將制動件尺寸高度放大的墊圈的部分立體圖；

圖4是通過程序控制在工件上建立三維形狀的方法和裝置的示意圖；