[發明專利]一種回轉體活鈍交替電化學機械高效拋光加工方法及裝置

有效

• 申請號: 201711115996.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107891203B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 王祥志;張田;干為民;肖華星;徐夢廓;江煒;黃亮;徐波
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: B23H5/08
• 分類號: B23H5/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種回轉體活鈍交替電化學機械高效拋光加工方法及裝置，屬于電化學機械拋光領域。本發明的高效拋光加工方法包括以下步驟：a、構建活性電解液電解單元和鈍性電解液電解單元，將活性電解液電解單元和鈍性電解液電解單元布置在回轉體工件的外圍，以便向工件噴射活性電解液和鈍性電解液，并在每個活性電解液電解單元與鈍性電解液電解單元之間設置機械光整機構以去除鈍化膜；b、轉動工件，進行拋光加工，在該拋光加工過程中，電解去除、鈍化保護、機械去除鈍化膜交替進行過程，直到達到加工要求。本發明通過活性電解液加速工件表面高凸部分材料的溶解蝕除，可幅提高電化學機械拋光的加工效率。

技術領域

本發明涉及電化學機械拋光領域，更具體地說，涉及一種回轉體活鈍交替電化學機械高效拋光加工方法及裝置。

背景技術

電化學機械拋光是一種復合加工工藝，其將電化學溶解和機械去除鈍化膜有機的結合在一起，糅合了電化學拋光和機械拋光兩種拋光方式的優點。電化學機械拋光，利用鈍性電解液在金屬表面生成鈍化膜的機理，在陰極和工件之間接通電流時，工件表面形成鈍化膜，隨即通過機械加工，選擇性地刨除待拋光表面高凸部分的鈍化層而露出新的表面層，新的表面繼續被電解作用而溶解，而工件待拋光表面凹陷部分受鈍化膜保護，避免被進一步溶解，如此循環往復，即可有選擇性地刨除工件待拋光表面的高凸部分，直至整個表面平整，實現工件拋光。電化學機械拋光適用于難加工材料的表面光整加工，其不受工件硬度等因素的影響，該加工方法拋光的表面不會產生變質層﹐無附加應力﹐并可去除或減小原有的應力層，且該加工方法生產效率高，成本低廉。電化學機械拋光加工不同于普通的機械拋光加工的顯著特點是，電化學機械拋光中的機械作用去除的是鈍化膜而不是金屬本身，與單純的電化學拋光相比，電化學機械拋光增加了機械拋光過程，能夠刮出待拋光表面高凸部分的鈍化膜，加快拋光的效率。電化學機械拋光方法具有眾多優點，因此，該加工方式被廣泛應用。

電化學機械拋光中的鈍性電解液因能生成鈍化膜而保障加工表面質量，但是鈍性電解液材料對工件表面高凸部分的電解去除效率比較低，通常導致電化學機械拋光加工整體效率較低，為此，相關技術人員便希望開發一種加工加工方法及裝置來提高電化學機械拋光加工效率。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有的電化學機械拋光加工效率低的不足，提供一種回轉體活鈍交替電化學機械高效拋光加工方法及裝置，本發明的技術方案在待拋光工件周圍設置多個活性電解液電解單元和鈍性電解液電解單元，通過活性電解液加速工件表面高凸部分材料的蝕除，通過鈍性電解液形成鈍化膜進行保護，使得電解去除、鈍化保護和機械去除鈍化膜過程交替進行，大幅提高了電化學機械拋光的加工效率。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種回轉體活鈍交替電化學機械高效拋光加工方法，包括以下步驟：

a、構建活鈍交替拋光加工系統：構建活性電解液電解單元和鈍性電解液電解單元，將活性電解液電解單元和鈍性電解液電解單元布置在回轉體工件的外圍，以便向工件噴射活性電解液和鈍性電解液，并在每個活性電解液電解單元與鈍性電解液電解單元之間設置機械光整機構；

b、轉動工件，進行拋光加工，該拋光加工包括以下分步驟：

b-1、工件與鈍性電解液電解單元中的鈍性電解液接觸，在鈍性電解液的作用下生成鈍化層，對工件表面進行保護，使工件表面低凹部分的溶解得到抑制；

b-2、由機械光整機構將工件表面高凸部分的鈍化層刮除，露出新的表面；

b-3、新的表面與活性電解液電解單元中的活性電解液接觸，在電化學溶解的作用下溶解蝕除；

b-4、重復進行上述步驟b-1至b-3，直至工件表面達到加工要求。