[發明專利]一種選區射流電沉積表面改性裝置

有效

• 申請號: 202111437193.3
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN113846359B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 楊世清;梁國星;劉東剛;李光;郝新輝;賈文婷;黃永貴;趙建;呂明
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C25D5/08
• 分類號: C25D5/08;C25D5/02;C25D21/12;C25D17/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 武建云

本發明公開了一種選區射流電沉積表面改性裝置，包括設有位移傳感器和壓力傳感器的可移動施鍍頭，脈沖電源、恒溫加熱裝置、蠕動泵、鍍液輸送管道、沉積槽、陰極板、可移動陽極棒。利用絲杠在電機驅動下控制施鍍頭X、Y向移動形成水平切片形狀的沉積區域，通過選擇不同直徑的鍍液噴嘴來實現單位時間內不同面積的沉積區域，Z向絲杠通過控制施鍍頭與陰極板的間距，形成不同厚度的沉積層；通過改變可移動陽極棒與鍍液接觸長度，實時控制鍍液金屬離子濃度；利用鍍液流速控制調節鍍液噴射流量，保證鍍液噴射時恒壓且均勻。針對零件表面功能和強度不同的位置，采用特定選區表面電沉積方式，可實現在不同區域內制造鍍層質量具有差異性的電鍍產品。

技術領域

本發明屬于零件表面精確改性技術領域，尤其應用于復雜結構表面電化學沉積，具體為一種選區射流電沉積表面改性裝置。

背景技術

目前，傳統加工方法對復雜形狀零件及微小零件的表面處理一直難以突破。對復雜零件表面進行改性可以有效降低零件磨損程度，提高使用性能，延長使用壽命。

電化學沉積技術作為表面改性的重要技術之一，在沉積層厚度可控，精確度高，適用范圍廣等方面的優勢使其在涂層制備方面具備一定的實用價值。射流電沉積是將含有高濃度的鍍層金屬陽離子的電解液以噴射的方式向陰極表面進行電沉積的一種工藝技術，具有電流密度高大、電流效率高、金屬結晶細化和沉積層致密等優點。

在一些個性化定制要求高的微小零部件局部或在不同區域內有不同鍍層質量要求的情況下，將射流電沉積與快速成型技術相結合的選區射流電沉積還可以實現選區控制。

發明內容

本發明目的是將快速成型技術與射流電沉積技術結合為選區射流電沉積技術，提供了一種選區射流電沉積表面改性裝置。針對零件表面功能和強度不同的位置采用特種選區表面電沉積方式，從而實現一定區域內集中高效改性。同時射流電化學沉積技術能夠使電鍍過程更加精確化，實現在不同區域內制造不同鍍層質量的電鍍產品。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種選區射流電沉積表面改性裝置，包括施鍍頭和外框架，所述外框架頂部安裝有四根滑軌，四根滑軌呈矩形布置。

所述施鍍頭沿其左右方向分別穿過X向滑軌和X向絲杠，所述施鍍頭通過X向套筒沿X向滑軌進行滑動，所述施鍍頭通過X向絲杠螺母與X向絲杠配合；所述X向滑軌兩端分別安裝X向固定卡扣，兩個X向固定卡扣分別滑動安裝于左右兩側的滑軌上；所述X向絲杠兩端分別安裝X向絲杠軸承支座，其中一端的X向絲杠軸承支座處安裝有X向電機，所述X向絲杠軸承支座及X向電機分別滑動安裝于左右兩側的滑軌上。

所述施鍍頭沿其前后方向分別穿過Y向滑軌和Y向絲杠，所述施鍍頭通過Y向套筒沿Y向滑軌進行滑動，所述施鍍頭通過Y向絲杠螺母與Y向絲杠配合；所述Y向滑軌兩端分別安裝Y向固定卡扣，兩個Y向固定卡扣分別滑動安裝于前后兩側的滑軌上；所述Y向絲杠兩端分別安裝Y向絲杠軸承支座，其中一端的Y向絲杠軸承支座處安裝有Y向電機，所述Y向絲杠軸承支座及Y向電機分別滑動安裝于前后兩側的滑軌上。

所述施鍍頭內上部為空腔，所述施鍍頭內軸向固定有齒條導軌，所述齒條導軌上滑動安裝有齒條，所述齒條與齒輪嚙合，所述齒輪由行程電機驅動旋轉；所述齒條內中央安裝有陽極棒，所述陽極棒伸入施鍍頭下部的中央孔道內；所述施鍍頭底部安裝鍍液噴嘴，所述鍍液噴嘴的中央噴孔與施鍍頭下部的中央通孔連通。

所述外框架內安裝有四根Z向滑軌，每根Z向滑軌底部套裝有Z向套筒，位于左側的兩個Z向套筒安裝于一根Y向內支臂上，位于右側的兩個Z向套筒安裝于一根Y向內支臂上；兩根Y向內支臂前端安裝一根X向內支臂，兩根Y向內支臂后端安裝一根X向內支臂；每根Y向內支臂中部安裝有一個Z向絲杠螺母，兩個Z向絲杠螺母內分別安裝有Z向絲杠，所述Z向絲杠下端連接Z向電機輸出端。

兩根X向內支臂上通過四根短柱支撐安裝升降平臺，所述升降平臺上放置有沉積槽，所述沉積槽內設有橡膠底座，所述橡膠底座上設有陰極板，所述陰極板位于鍍液噴嘴正下方。