[發明專利]一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工方法

有效

• 申請號: 202210088958.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114289804B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 朱永偉;榮沁;葛正輝;高大珂;侯遠
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/10;B23H9/00;B23H11/00
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 余剛

本發明專利公開了一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工方法，具體涉及特種加工工藝的技術領域。包括電解液池、抽水泵、液體分置裝置、陰極板、絕緣板、電源、陽極工件、超聲振動發生器和濁液槽，陰極板設有第一陣列微孔；絕緣板設有第二陣列微孔和多個導流槽，導流槽將第二陣列微孔連通，超聲振動發生器與陰極板連接；加工方法如下：抽水泵將電解液泵入液體分置裝置，通過陣列微孔到達陽極工件加工表面，通過導流槽排出并流入濁液槽。采用本發明技術方案解決了微細電解加工中存在加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差的問題，可用于陣列微孔的高質量批量加工。

技術領域

本發明涉及特種加工工藝的技術領域，特別涉及一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工方法。

背景技術

柴油發動機具有功率大、能耗低、可靠性高等優勢，是各類拖拉機、收割機等農用機械的主要動力裝置。缸套是柴油發動機燃燒室的關鍵零件之一，長時間處于高溫、高壓和潤滑不良的工作狀態，極易發生磨損失效而引起發動機故障。研究表明，在缸套表面加工陣列微坑等微織構能夠起到增強流體動壓潤滑效應、儲存雜質磨粒等作用，有效改善缸套零件的摩擦磨損性能，延長缸套零件的使用壽命。因此，在缸套表面加工出尺寸可控、一致性好的微坑陣列結構，對提升柴油機的工作性能、降低其使用和維護成本具有重要的工程實用價值。

目前，微織構的加工方法主要有機械加工、激光加工、電解加工及復合加工技術等。其中，電解加工利用電化學陽極溶解原理以離子形式去除材料，具有工具無損耗、無切削力、加工表面完整性好等優勢，在微細加工領域展現出廣闊的應用潛力。但是，微細電解加工還存在如加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差等問題。

發明內容

本發明意在提供一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工方法，解決了微細電解加工中存在加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工方法，包括電解液池、抽水泵、液體分置裝置、陰極板、絕緣板、電源、陽極工件、超聲振動發生器和濁液槽，所述抽水泵放置在電解液池內，所述抽水泵與液體分置裝置之間連通有進液管，所述陰極板上設有多個呈陣列分布的第一陣列微孔；所述絕緣板上設有多個呈陣列分布的第二陣列微孔和多個導流槽，多個所述導流槽呈橫向和縱向整列分布在第二陣列微孔的四周，所有的所述導流槽將所有的第二陣列微孔連通，所述陰極板與液體分置裝置固定連接且位于液體分置裝置內部，所述陰極板與電源負級電連接，所述陽極工件與電源正級電連接；所述絕緣板與陽極工件緊密貼合，所述陰極板與絕緣板保持無壓力貼合，所述超聲振動發生器與陰極板連接，所述濁液槽與液體分置裝置之間連通有排液管；

所述超聲平動射流電解加工方法包括如下步驟：所述抽水泵將電解液池中的電解液泵入液體分置裝置，并動態存儲在所述液體分置裝置內，之后通過所述陰極板的第一陣列微孔進入絕緣板的第二陣列微孔到達陽極工件加工表面，最后通過所述導流槽排出，并流入濁液槽；

加工過程中，所述陰極板在超聲振動發生器的作用下保持高頻超聲振動，當所述陰極板的第一陣列微孔與絕緣板的第二陣列微孔偏置時，所述陽極工件加工區域電場強度較大，此時電化學溶解效率更高，同時伴隨大量電解產物產生；當所述陰極板的第一陣列微孔與絕緣板的第二陣列微孔重合時，電解液高速正沖陽極工件的加工表面，迫使加工產物隨電解液高速排出。

進一步的，所述進液管上安裝有增壓泵，所述液體分置裝置內電解液的壓力維持在0.5-3Mpa。

通過上述設置，使得電解液通過陰極板和絕緣板后，實現高速射流電解加工。

進一步的，所述陰極板為不銹鋼材質。

進一步的，所述絕緣板由絕緣不導電材料制成，厚度為0.5-1mm。

進一步的，所述絕緣板的第二陣列微孔與所述陰極板的第一陣列微孔結構配作加工。