[發明專利]一種電化學加工用電極的雙膜側壁絕緣方法

有效

• 申請號: 201310692568.X
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103668380A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 韓福柱;王津;陳偉;高峰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C25D11/02
• 分類號: C25D11/02;C25D13/06;B23H3/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發明涉及一種電化學加工用電極的雙膜側壁絕緣方法，屬于電化學加工技術領域。

背景技術

電解加工是電化學加工的重要組成部分，是基于電化學過程的陽極溶解原理，借助預先成型的陰極，對材料進行腐蝕加工的工藝方法。與其他機械加工方法相比，電解加工是以離子形式去除金屬材料，加工過程幾乎沒有切削力，且加工生產率高，表面質量好，工具陰極無損耗，是一種非常有發展潛力的加工方法，尤其適合于難加工材料的加工，在航空、航天、兵器、模具等行業中已得到了廣泛應用。但電解加工過程中，非加工區存在的電場使得非加工區發生了電化學溶解反應，造成雜散腐蝕，進而影響了電解加工的成形精度。為約束電場范圍，抑制雜散腐蝕，需要對陰極側壁進行絕緣處理。

目前，國內外針對陰極側壁絕緣的研究，主要集中在微細電解加工領域。微細電極的側壁絕緣對微細電解加工意義重大，側壁絕緣可以減小甚至阻止加工面的側面腐蝕，提高加工精度。微細電極對側壁絕緣有著嚴格的要求，要求絕緣層結構致密，絕緣性高，厚度薄，粘附性強。針對微細電極的側壁絕緣，目前國內外已有的絕緣方法有有機涂層法，PVD、CVD氣相沉積法，浸漬提拉法與滴涂法等。有機涂層法涂層結合力較強、絕緣性能好，但陰極外徑較小時，涂料不能均勻覆蓋在陰極表面上。氣相沉積法沉積的薄膜膜厚較為均勻、組織致密、無孔洞，但對電極和絕緣材料要求較高。浸漬提拉法與滴涂法能夠獲得絕緣性能好、厚度較薄的絕緣層。此外，清華大學李勇（專利號200810225440.1）采用旋涂法在電極表面涂敷絕緣材料，采用端面溶解法進行電極端面的導電處理。上海交通大學汪紅（專利號201110386810.1）采用電泳沉積技術對電極表面鍍上絕緣膜，利用機械磨削方法去掉電極端面的絕緣膜。這兩種方法涂覆的有機涂層與基體結合力有待于進一步提高，尤其是在高壓沖液條件下，膜層耐久性明顯降低。

發明內容

本發明的目的是提供一種電化學加工用電極的雙膜側壁絕緣方法，本發明方法形成的絕緣膜致密均勻、絕緣性能好、耐久性強，本發明對端面進行了保護，所以經側壁絕緣處理后無需進行端面導電處理，避免了端面處理對電極的破壞。

本發明所提供的一種電化學加工用電極的雙膜側壁絕緣方法，包括如下步驟：

（1）將待處理的電極進行微弧氧化處理，并保證所述電極的一端的端面不發生所述微弧氧化處理，在所述電極的側壁表面形成陶瓷膜；

（2）將經所述微弧氧化處理后的電極進行電泳涂裝處理，并保證所述電極的一端的端面不發生所述電泳涂裝處理；在所述陶瓷膜的孔隙內以及所述陶瓷膜的表面形成電泳漆膜，即實現對所述電極的絕緣處理。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（1）和步驟（2）中，通過使所述電極的一端的端面與一絕緣平臺的表面貼合配合來保護所述電極的一端的端面。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（1）中，采用脈沖電壓，其參數為：正脈沖：450V～480V，具體可為450V或480V，負脈沖：-80V～-150V，具體可為-80V或-90V；脈沖頻率：50Hz～200Hz，具體可為50Hz～100Hz、50Hz或100Hz；占空比：1%～10%，具體可為5%～10%、5%或10%。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（1）中，所述微弧氧化處理可在電解質中進行，所述電解質的溶質為硅酸鹽、偏鋁酸鹽、鎢酸鹽和磷酸鹽中任一種與強堿的混合物，所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，所述電解液中，所述溶質中硅酸鹽、偏鋁酸鹽、鎢酸鹽和磷酸鹽中任一種鹽的質量體積濃度可為6～14g/L，所述溶質中強堿的質量體積濃度可為2～10g/L。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（1）中，所述微弧氧化處理的溫度可為25℃～40℃。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（2）中，所述電泳涂裝處理采用80V～100V的直流電壓，如80V或100V。

上述的雙膜側壁絕緣方法中，步驟（2）中，所述電泳涂裝處理在稀釋后的電泳漆中進行，所述電泳漆由雙酚A型環氧樹脂、二乙醇胺、聚酰胺樹脂、甲苯二異氰酸酯和甲基異丁基甲酮組成；

所述電泳漆中，所述雙酚A型環氧樹脂的質量百分含量為30%，所述二乙醇胺的質量百分含量為2%，所述聚酰胺樹脂的質量百分含量為25%，所述甲苯二異氰酸酯的質量百分含量為23%，所述甲基異丁基甲酮的質量百分含量為20%；

用去離子水稀釋所述電泳漆，所述去離子水的電導率不高于10μs/cm，所述電泳漆和所述去離子水的體積比為1：1～2；

所述稀釋后的電泳漆的pH為5.5～6.0。