[發(fā)明專利]一種多電位電解加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410373682.0
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104227157A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅紅平;吳明;郭鐘寧;江樹鎮(zhèn);張永俊;孫濤濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)加工工藝，尤其涉及一種多電位電解加工方法。?

背景技術(shù)

電解加工是利用陽極金屬的電化學(xué)溶解原理來去除材料的制造技術(shù)，加工時(shí)陽極金屬是以離子狀態(tài)被蝕除的，但電解加工的實(shí)際精度一般與電火花加工等方法相比還要低，其主要原因在于電解加工存在定域性較差等問題。在電解加工中，電場的強(qiáng)度及其分布對蝕除作用影響很大，電力線分布越集中，溶解的定域性越高，因此約束電解加工過程中的電場分布，是提高電解加工定域性、減小雜散腐蝕的有效途徑。目前在電解加工技術(shù)中，主要采用脈沖電源、非線性電解液、陽極掩膜、陰極側(cè)壁絕緣、輔助陽極等方法來提高加工的定域性。?

而在一定電位下，金屬表面上會生成鈍化膜，這種鈍化膜會阻止金屬的溶解，從另一個(gè)角度來限定電解的區(qū)域，提高電解加工的定域性。?

申請?zhí)枮?00810022327的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢隽穗p極性電極電解加工方案，其利用依次由工具陰極、絕緣層和輔助陽極組成的雙極性電極與工件陽極緊密貼合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電解加工，通過雙極性電極上的輔助陽極改變間隙電場分布，從而提高電解加工精度。但其加工方案中，雙極性電極為通孔模板，加工時(shí)其輔助陽極與工件陽極電位相等，加工間隙側(cè)壁區(qū)域的電場強(qiáng)度得到極大減弱，但不能完全抑制電力線，因此依然存在一定的雜散腐蝕；而且該方法采用模板加工方式，僅適用于微坑結(jié)構(gòu)的加工，無法加工出高深寬比的孔、縫等窄深型直壁深槽結(jié)構(gòu)。?

申請?zhí)枮?01310199975的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N輔助陽極管電極電解加工方法，通過約束電場來減小電解加工中的雜散腐蝕，輔助陽極電位高于工件陽極電位，但由于輔助陽極與工件安裝在一起，不能加工出高深寬比的結(jié)構(gòu)，且每次加工完成后均需分離、清洗工件陽極和輔助陽極，工藝效率較低，靈活性不高。?

申請?zhí)枮?01410015571.2的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢龅母唠娢欢栊越饘倌０灞砻婵棙?gòu)電解加工方法，其輔助電極采用的是惰性金屬模板的形式，電解加工時(shí)輔助電極緊密貼合在工件的表面上，工具無法持續(xù)進(jìn)給，因此也無法加工出高深徑比（或深寬比）的孔、縫、槽等結(jié)構(gòu)。?

上述電解加工工藝中，陽極掩膜電解加工對于每個(gè)工件都需要進(jìn)行掩膜，加工效率較低，而且難以加工出高深寬比的結(jié)構(gòu)；陰極側(cè)壁絕緣是提高電解加工定域性最直接的方法，但其約束電場分布的作用有限，不能完全約束側(cè)壁電力線的分布，因此電解加工中依然存在一定的雜散腐蝕現(xiàn)象；雙電極電解加工、輔助陽極管電極電解加工以及高電位惰性金屬模板電解加工方法則都存在無法加工出高深徑比（或深寬比）的孔、縫、槽等窄深直壁結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。?

此外，申請?zhí)枮?01410015571.2專利申請中公開了采用的高電位惰性電極為貼于工件表面的活動(dòng)模板，與工件結(jié)合存在一定誤差，并且由于低電位電極無法進(jìn)給，而高電位電極與工件的距離過小則易造成短路放電，導(dǎo)致表面精度變差。?

而且，上述兩種方法（專利申請?zhí)?01410015571.2與專利申請?zhí)?01310199975）均未記載由于電場線被改變而在非加工區(qū)域產(chǎn)生鈍化膜。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多電位電解加工方法，可有效控制電解加工孔、縫、槽等結(jié)構(gòu)時(shí)的側(cè)壁錐度與雜散腐蝕，具有較好的定域性，能夠加工出窄深型直壁深槽結(jié)構(gòu)。?

為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種多電位電解加工方法，用于加工深孔深槽結(jié)構(gòu)，所述多電位電解加工方法包括以下步驟：?

S1、將工件水平地安裝在上側(cè)開口的電解液槽中；

S2、在工件上方豎向設(shè)置組合式電極，組合式電極包括內(nèi)電極、包覆內(nèi)電極外側(cè)的絕緣層、包覆該絕緣層并與內(nèi)電極分隔的外電極，內(nèi)電極的下端面裸露而用作加工面；

S3、設(shè)置可以輸出三個(gè)不同電位電壓的電源，輸出的電壓分別為數(shù)值最高的高電位電壓、數(shù)值最低的低電位電壓、數(shù)值介于高電位與低電位之間的中電位電壓，電源高電位與外電極電連接使外電極具有高電位，電源低電位與內(nèi)電極電連接使內(nèi)電極具有低電位，電源中電位與工件電連接使工件的電位介于內(nèi)電極與外電極之間；

S4、將工件、外電極、內(nèi)電極浸泡于電解液中，或噴淋電解液使工件、外電極、內(nèi)電極之間電導(dǎo)通，從而可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)；同時(shí)連通電源與工件、外電極、內(nèi)電極使各電極和工件帶電位形成電位差；外電極采用惰性導(dǎo)電材料制作；