[發明專利]一種電化學處理輔助象形電極的快速成型方法

有效

• 申請號: 202011569718.4
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112809318B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 張銀生;劉鋒;任敏;侯亞峰
• 申請（專利權）人: 陜西航空電氣有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C25D17/12
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發明提出一種電化學處理輔助象形電極的快速成型方法，首先采用導電金屬材料加工預成型象形電極金屬骨架；其次在預成型后的象形電極金屬骨架表面覆蓋一層具有耐酸、耐堿、抗氧化、耐溫性能的有機涂層；最后在涂覆有機涂層后的象形電極上覆蓋惰性導電材料，提高涂覆有機涂層后的象形電極在電解溶液中的導電性。本發明解決了象形電極常規制造過程中對復雜結構無法成型或成型后使用效果較差的問題，解決了常規象形電極加工時間長，成本高昂的問題，并且減少了后續維護上的成本，可以通過該方法快速完成受損面的修復。

技術領域

本發明屬于材料表面處理應用技術領域，具體為一種電化學處理輔助象形電極的快速成型方法。

背景技術

化學電解處理工藝作為金屬防護與防腐的一種重要加工方法，通過電解處理改變材料原有表面屬性，極大地提高了材料在高溫、摩擦、腐蝕性介質等極端條件下的使用壽命。化學電解處理方法包含有電鍍、陽極氧化、微弧氧化、電泳、電解著色等多種處理工藝，主要利用帶電離子、膠團等在通電后電場的作用下發生的定向移動，并在材料表面生成預定處理層的工藝過程。

在化學電解處理過程中，待處理零件表面往往由于零件幾何形狀的差異，導致在通電后表面電場強度分布不均勻，表現在凸起或尖角位置電場線分布比較多，凹面或內表面易屏蔽而電場線分布較少，造成了零件在處理過程中，電場線較集中的位置附著的膜層較厚，電場線分布較少的部位膜層較薄，難以滿足實際使用要求。

為了解決或盡可能減少膜層厚度偏差較大的問題，通常會使用到一種象形電極，通過改變象形電極的形狀匹配加工的零件，使電解處理層分布更加均勻。如內孔正常條件下無法完成電鍍的零件，采用象形陽極深入到內孔，即可完成內表面的電鍍。內表面陽極氧化膜層較薄時，通過使用象形陰極，即可完成陽極氧化處理。鍍鉻上下端厚度與中間厚度分布較大時，采用C型象形陽極可極大地改變厚度的一致性，同時提高了膜層生成效率，等等。如申請人單位對某活塞零件的鍍鉻處理，在不使用象形電極的條件下，活塞中間段的鍍鉻層厚度約為兩端厚度的一半，需要增加兩次粗磨和兩次精磨才能達到最終的使用狀態。采用國外進口象形輔助電極后，整體均勻性在5-8微米之間，經一次粗磨和一次精磨后即符合使用要求。

目前對于象形電極的制造，主要通過采用與電解電極材料相同的金屬材料制作，或在不同種金屬材料表面附著與電極材料相同的金屬材料制作。受制于電極材料在成型、塑性等方面的不足，直接使用電極材料制作象形電極的情況較少。主要都是在不同種金屬材料表面附著與電極材料相同的金屬材料進行制作，這種思路目前也有兩種方法：一種方法為鑄造成型，在導電桿上鑄造另外一種惰性金屬，再機械加工成型。另一種是采用不同的金屬材料先進行預成型，再通過電鍍處理工藝將惰性的電極材料附著于象形電極表面。

但是這兩種方法只能解決一些簡單且常規的象形電極制作問題，對于一些構型復雜型腔類零件的處理，常規方法很難實現，往往都需要經過繁瑣的制作工序，對各部分進行分解處理后二次組裝，周期長、制作成本高昂，難以實用化。

發明內容

本發明針對常規電解加工過程中需要借助于輔助性象形電極進行零件的加工，但常規象形電極的制作中存在加工過程復雜、周期長、成本高等問題，提出了一種快速、廉價、有效的電化學處理輔助象形電極的快速成型方法，同時也可以用于對破損的象形電極的局部快速修復處理。

本發明的技術方案為：

所述一種電化學處理輔助象形電極的快速成型方法，該方法首先采用導電金屬材料加工預成型象形電極金屬骨架；其次在預成型后的象形電極金屬骨架表面覆蓋一層具有耐酸、耐堿、抗氧化、耐溫性能的有機涂層；最后在涂覆有機涂層后的象形電極上覆蓋惰性導電材料，提高涂覆有機涂層后的象形電極在電解溶液中的導電性。

進一步的，所述金屬骨架采用易加工的導電金屬材料加工。

進一步的，所述易加工指金屬骨架能夠通過彎型、機械加工、焊接實現預成型。