[發(fā)明專利]制造電化學(xué)加工用工具的方法以及用該方法制造的工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310613240.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN104668676A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐惠宇;武穎娜;魏斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): B23H3/04
• 分類號(hào): B23H3/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造電化學(xué)加工用的工具的方法以及用該方法制造的工具，尤其是涉及一種制造型管電解加工鉆孔用的工具的方法以及用該方法制造的工具。

背景技術(shù)

電化學(xué)加工是用電化學(xué)力代替機(jī)械力來從工件上去除材料，其被廣泛用來在一些難以加工的導(dǎo)電工件/部件上鉆孔。作為電化學(xué)加工的一種形式，型管電解加工（shaped-tube?electrolytic?machining，STEM）鉆孔是一種不接觸的電化學(xué)鉆孔工藝，其用施加了電壓的空電極（管型電極）去除材料，可用來產(chǎn)生高深寬比結(jié)構(gòu)的孔。STEM鉆孔技術(shù)可用來在導(dǎo)電工件上鉆出又小又深的孔，被用來加工渦輪葉片上的冷卻空氣孔。

一般地，用于STEM工藝的型管電極會(huì)在其外側(cè)面形成一層樹脂類型或聚合物類型涂層，來獲得電絕緣性能和更好的耐腐蝕性能。而型管電極的前端面被用作陰極加工工具，其上沒有涂層，直接暴露于電解液。在STEM鉆孔過程中，在型管電極的前端區(qū)域發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氫會(huì)降低涂層的結(jié)合力，破壞涂層粘附作用，導(dǎo)致附著失敗，尤其是對(duì)于在有氫存在的情況下會(huì)發(fā)生氧化的陰極材料而言，所述附著失敗的情況會(huì)發(fā)生得更加迅速。此外，電解液高速?zèng)_液導(dǎo)致電極前端區(qū)域的涂層結(jié)合力降低，而電極前端區(qū)域附近，在電極與其所鉆的孔之間相互作用之處常發(fā)生涂層刮擦，導(dǎo)致所述電極前端區(qū)域的涂層很容易剝落。當(dāng)所述型管電極用來鉆很深的孔時(shí)，涂層甚至可能從所述電極表面脫落下來。所述毀壞和剝落，可能導(dǎo)致工藝過程不穩(wěn)定，所鉆的孔質(zhì)量不合格，甚至?xí)?dǎo)致管型電極發(fā)生彎曲和鉆孔失敗。因此，為了解決這個(gè)問題，需要提供一種具有抗剝落涂層的STEM電極。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面涉及一種制造型管電解加工用的管型電極的方法。在該方法中，提供了由導(dǎo)電材料制成的管，然后在所述管的外側(cè)面上形成電絕緣層。該形成電絕緣層的步驟包括以下兩個(gè)步驟中的至少一個(gè)：至少在所述管的外側(cè)面的靠近前端的區(qū)域上用微弧氧化法形成陶瓷涂層；至少在所述管的外側(cè)面的靠近前端的區(qū)域上用下述方法形成搪瓷涂層。該形成搪瓷涂層的方法包括：通過噴涂、刷涂或浸漬的方法將包括搪瓷和粘合劑的漿料至少涂覆于所述管的外側(cè)面的靠近前端的區(qū)域，然后在300攝氏度到1000攝氏度之間的溫度下加熱所述漿料使其擴(kuò)散。

本發(fā)明的另一方面涉及一種用于型管電解加工的管型電極。該管型電極包括：由導(dǎo)電材料制成的管、以及在所述管的外側(cè)面上形成的電絕緣層。該電絕緣層包括至少位于所述管的外側(cè)面的靠近前端的區(qū)域上的用微弧氧化法形成的陶瓷涂層和用下述方法形成的搪瓷涂層中的至少一個(gè)。其中形成搪瓷涂層的方法包括：通過噴涂、刷涂或浸漬的方法將包括搪瓷和粘合劑的漿料至少涂覆于所述管的外側(cè)面的靠近前端的區(qū)域，然后在300攝氏度到1000攝氏度之間的溫度下加熱所述漿料使其擴(kuò)散。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1中的示意圖顯示了用一種示例性的型管電解加工（STEM）鉆孔系統(tǒng)在工件上加工小徑深孔的情況。

圖2中的示意圖顯示了STEM鉆孔用的一個(gè)示例性的管型電極的前端附近部分。

圖3是STEM鉆孔用的一個(gè)示例性的管型電極的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

除非另作定義，權(quán)利要求書和說明書中使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請(qǐng)說明書以及權(quán)利要求書中使用的“一個(gè)”或者“一”等類似詞語(yǔ)并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。“包括”或者“包含”等類似的詞語(yǔ)意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語(yǔ)可包括物理的或者機(jī)械的連接，也可包括電氣的連接，不管是直接的還是間接的。

本文中所使用的近似性的語(yǔ)言可用于定量表述，表明在不改變基本功能的情況下可允許數(shù)量有一定的變動(dòng)。因此，用“大約”、“左右”等語(yǔ)言所修正的數(shù)值不限于該準(zhǔn)確數(shù)值本身。在一些實(shí)施例中，“大約”或“約”表示允許其修正的數(shù)值在正負(fù)百分之十（10%）的范圍內(nèi)變化，比如，“約100”表示的可以是90到110之間的任何數(shù)值。此外，在“大約第一數(shù)值到第二數(shù)值”的表述中，大約同時(shí)修正第一和第二數(shù)值兩個(gè)數(shù)值。在某些情況下，近似性語(yǔ)言可能與測(cè)量?jī)x器的精度有關(guān)。