[实用新型]一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的阴极

说明书

技术领域

本发明属于电解加工领域，尤其涉及一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工 的阴极。

背景技术

掩膜电解加工具有不受工件材料性能的限制、无残余加工应力、无热再铸层、群结 构特征一次成型等技术优势，是一种在金属表面制备微坑阵列的有效方法。应用时，需要在 工件待加工面覆盖含有特定镂空图形结构的掩膜，以露出加工区域和保护非加工区域。最 初的掩膜电解加工是在阳极工件表面涂覆光刻胶制备粘结型掩膜。但是该方法工艺复杂、 成本高、适应性差，且制备的掩膜不可重复利用。

通过加工有镂空结构图形的覆铜板或绝缘聚氯乙烯柔性薄片等作为掩膜，直接无 粘贴合在被加工表面上进行加工的非粘结型活动掩膜电解加工方法，可解决上述问题，但 存在掩膜贴覆、固定困难的情况。

文献“HaoQL,MingPM.FabricationofMicro-DimpleArraysUsing ModifiedThrough-MaskElectrochemicalMicromachining[C]//AppliedMechanics andMaterials，2015,703:146-149.”提出了一种极间间隙柔性多孔介质填充型掩膜电 解加工微坑阵列的方法。该方法用柔性多孔介质填充极间间隙，当压紧阴阳极时，柔性多孔 介质传递压紧力保证掩膜与工件紧密贴合的同时也能为电解加工提供必需的传质环境。加 工时，一方面，电场能通过柔性多孔介质内的孔隙到达被加工区域，另一方面，外来的电解 液也能通过柔性多孔介质内相互交错贯通的孔到达被加工区域，这样，被加工区域发生电 解蚀除反应，加工后的电解产物则通过柔性多孔介质的孔隙排出被加工区域。这种方法具 有掩膜贴覆、固定方便的优点，但由于柔性多孔介质内的孔隙比较小，电解液流通阻力大， 当用于加工大面积的工件时，电解产物可能需要经过很长的排出路线，克服很大的排出阻 力才能排出加工间隙，同时也可能造成极间间隙的流场分布不均，从而影响电解加工的效 果和速度。

申请号201510205346.X的“一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的引液装 置”通过在阴极背面加工风车状分布的弧线状引流槽和出液槽来引导电解产物的排出，在 一定程度上解决了电解产物排出困难和流场不均匀的问题，但仍然存在一些不足。

1.风车状分布的弧线状引流槽和出液槽加工难度较大，耗时较长，加工成本较高。

2.出液槽的外缘的沿程阻力较大，且外缘的电解产物较多，这不利于电解产物的 顺利排出和保证流场分布的均匀性。

因此，开发出一种设计简单的、易于加工的、使得电解产物更加顺利地排出和流场 分布更加均匀的阴极具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种易于加工的、使得电解产物更加顺利地排出和流场 分布更加均匀的用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的阴极。

一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的阴极，包括出液槽、引流槽、汇液 槽、进液孔、出液孔和凸台，所述的出液槽为沿阴极径向走向的直侧壁阶梯槽，由窄槽和宽 槽两部分组成，窄槽靠近阴极的圆心一侧且不与汇液槽相贯通，宽槽靠近阴极的外缘且其 出口位于阴极的外缘；宽槽的宽度大于窄槽的宽度。

所述的出液槽的两侧壁关于阴极径向线对称。

所述的出液槽沿圆周方向均匀分布，且位于两相邻引流槽中间。

所述的出液槽的数量为12～24个，窄槽的宽度为0.2～1mm，宽槽与窄槽的宽度差 为0.2～1mm。

本发明的优点。

1.易于加工，成本低。因为出液槽和引流槽均为直槽，形状简单，容易加工。

2.电解产物排出通畅，流场分布均匀。因为沿程阻力与路程长度成正比，故在靠 近阴极外缘的出液槽内，液体与槽壁的沿程阻力最大，而宽槽可以提供更大的流动空间，这 就使得液体流动相对较为通畅，电解产物才能随着液体更加顺利地排出；另一方面，外缘的 电解产物较多，宽槽可以容纳在其下对应的更大面积的掩膜区域内经电解加工所产生的电 解产物，这使得电解产物有足够的空间排出，同时这也降低了电解产物堵塞出液孔及出液 槽的机率，使得液体可以顺利到达加工区域，从而使得流场分布均匀。

附图说明

图1为阴极的示意图。