[發(fā)明專利]一種金屬離子穿越沉積和雙向約束成形的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410065722.5
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103789815A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳謙
• 申請（專利權）人: 陳謙
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/00;C25D1/00;C25D17/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種金屬離子穿越沉積和雙向約束成形裝置,其特征在于：該裝置由外模具、磨料顆粒、砂輪基體或內(nèi)模具、電鍍槽、電鍍液、電源及其控制系統(tǒng)和電鍍金屬材料組成，將砂輪基體或內(nèi)模具置于外模具的內(nèi)部，由外模具的內(nèi)表面和砂輪基體或內(nèi)模具的外表面構成一個內(nèi)部空間,而電鍍金屬材料置于外模具的外部,電鍍金屬材料與電鍍電源的正極連接,砂輪基體或內(nèi)模具與電源負極連接,且砂輪基體或內(nèi)模具與外模具之間通過夾具連接成整體,二者之間不能有相對移動；通電后，電鍍金屬材料上的金屬陽離子將在電場作用下游過電鍍液、穿過外模具上的微孔抵達砂輪基體或內(nèi)模具外表面上，隨著時間的延長多層離子將逐漸自內(nèi)向外填充上述的內(nèi)外模具之間的空間，從而在砂輪基體或內(nèi)模具上附著一層金屬的電鍍層；當金屬電鍍層與外模具內(nèi)表面接觸后沉積過程基本結束；若在內(nèi)外模具的間隙中事先放入磨料顆粒，則將磨料顆粒用沉積金屬將其粘結在砂輪基體或內(nèi)模具上從而形成電鍍砂輪。

2.一種金屬離子穿越沉積和雙向約束成形方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一：按照被加工零件要求或砂輪結構要求制作內(nèi)外模具和環(huán)狀電鍍金屬材料，其中外模具為具有微小孔或縫隙的絕緣材料加工而成，容許離子從其孔中穿越，該外模具從圓周方向分解成3-4片弧形片，以便在電鍍完成后拆卸和將具有復雜母線的砂輪基體或內(nèi)模具放置于其中；

步驟二：將砂輪基體或內(nèi)模具、外模具利用合適的夾具連接起來成為一個整體，保證內(nèi)外模具之間具有正確的相對位置；

步驟三：向砂輪基體或內(nèi)模具、外模具之間的縫隙注入磨料顆粒，注入完成后堵上注磨料孔防止磨料在電鍍過程中外泄；

步驟四：利用旋轉內(nèi)外模具的方法為磨料顆粒提供離心力，確保所有或大部分磨料顆粒緊貼于外模具的內(nèi)表面上，也能在電鍍過程中通過只將電鍍部分置于電鍍液中和利用重力實現(xiàn)分區(qū)電鍍和控制磨料顆粒緊貼于外模具上；

步驟五：將上述裝置置于電鍍槽中的電鍍金屬材料內(nèi)部，并與電鍍的電源及其控制系統(tǒng)連接；

步驟六：在電鍍到將所有磨料顆粒可靠地粘結于砂輪基體或內(nèi)模具上后將外模具拆卸；

步驟七：利用外鍍法完成磨料顆粒的加固，直至達到合理的電鍍厚度；

步驟八：當內(nèi)、外模具之中的縫隙不放置磨料顆粒而用于制造零件時，先用外鍍法將電鍍層沉積到略小于內(nèi)、外模具之間的縫隙時再按照步驟1、2、5、6完成后續(xù)電鍍沉積，直到將縫隙填充完成，此時在內(nèi)、外模具上事先涂覆脫模劑以便將零件與模具分離。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種金屬離子穿越沉積和雙向約束成形裝置,其特征在于：該外模具具有10微米或以下的微小通孔,容許金屬離子從其中穿過，其形狀為中空的包容砂輪基體或內(nèi)模具且與其外表面形成微小縫隙的回轉體，該回轉體通過分解成2-4瓣的方式包覆砂輪基體或內(nèi)模具，并在包覆后能采用夾具連接成為一個整體，且在電鍍完成后能從砂輪基體或內(nèi)模具上拆卸下來；其內(nèi)部型腔與砂輪基體或內(nèi)模具的外形構成等距面，兩面之間的距離為縫隙的厚度；該外模具也為長方體結構，其與砂輪基體或內(nèi)模具的相對表面互為等距面，用于制造砂輪塊或其它非回轉零件，當用于制作零件時其模具表面的形狀與零件的外形相同；該外模具的材質為陶瓷過濾材料、微小縫隙疊層陶瓷或多孔的樹脂絕緣材料。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種金屬離子穿越沉積和雙向約束成形裝置,其特征在于：該砂輪基體或內(nèi)模具是用于將金剛石磨料顆粒連接于其上以形成回轉型模具或塊狀模具的零件，是在電鑄加工微小零件時用于約束零件內(nèi)形的回轉型內(nèi)模具或長方體型模具，其與磨料電鍍連接的表面與電鍍砂輪或砂輪塊的理論外形表面構成等距面，等距面之間的距離大于磨料顆粒直徑；在加工砂輪時其形狀為回轉體，在加工砂輪塊時其外部形狀為長方體，其與磨料結合部位為被設計砂輪塊的理論外形的一個等距面；在用于制作砂輪或砂輪塊時其材質為表面鍍有金屬層的非金屬材料或整體為金屬材料，其表面必須為導體；當用于電鑄加工微小零件時，其材料為溶解的鋁或易于從電鑄零件上通過機械加工方法分離的材料。