[发明专利]微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置

说明书

本发明公开了一种微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置，包括可以作X轴、Y轴方向移动的阴极系统，用于阳极工件定位夹持且可作Z轴方向移动和旋转移动的阳极系统，用于电解液循环、过滤、加热且流速可控的电解液循环过滤系统，用于电解液金属离子监测的离子浓度在线监测系统，加工时阳极工件与阴极的喷嘴呈倾斜状态，阳极工件位于阴极喷嘴的斜上方，在直流脉冲电源的作用下，通过对腐蚀电压的控制，经电解液冲刷腐蚀，去除微尺寸壳层型零件金属模芯，得到壳层型金属零件。本装置解决了普通化学腐蚀效率低、污染重的缺点，通过电解腐蚀提高生产效率，并且具有电解液可循环使用、绿色环保的优点。

技术领域

本发明涉及电解腐蚀加工领域，具体涉及到一种用于微尺寸壳层型零件制造过程中金属模芯去除的电解腐蚀加工装置。

背景技术

在微尺寸壳层型零件制造中，由于零件的尺寸、结构和壳层厚度的限制，一般不能使用直接成型的方法，而使用模芯脱模的技术，其具体步骤为：金属模芯制备→壳层镀制→金属模芯脱模。目前，一般金属模芯的去除使用的方法采用酸液或碱液腐蚀法，但其缺点主要是去除速率慢、产生对人体有害的气体，以及产生大量的酸性或碱性的化学废弃物，处理此类废弃物会增加生产成本，并且存在环境污染的风险。因此，有必要采用一种效率高、成本低、污染小的技术来进行金属模芯脱模。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解加工装置，该装置利用壳层金属和模芯金属具有不同的还原电位，通过电解腐蚀法去除金属模芯，保留壳层金属零件，具有效率高、成本低、电解液可循环使用、绿色环保等优点。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置，包括阴极系统、阳极夹持系统、电解液循环过滤系统、离子浓度在线检测系统；

所述阴极系统包括喷嘴、阴极及带动阴极进行X轴或Y轴方向移动平台，喷嘴和阴极相连通，通过平台移动来调节阴极与阳极工件对齐，所述阴极包括电解液进液口、电解液盒和阴极盖板，电解液进液口与电解液盒连通，且其上设有阴极盖板；

所述阳极夹持系统包括阳极工件夹具、旋转轴、支撑柱、阳极工件和Z轴移动平台，阳极工件夹具可夹持多个阳极工件同时对工件进行加工，支撑柱和阳极工件夹具通过旋转轴进行连接，支撑柱连接在Z轴移动平台上且可作Z轴方向移动，所述阳极工件夹具包括安装手柄、阳极盖板和工件限位槽，包含有金属模芯和壳层零件的阳极工件安装在工件限位槽中，工件限位槽上覆盖有阳极盖板，在阳极工件的前端套上保护套筒；

所述电解液循环过滤系统包括污水箱、电解液箱、离心泵A、离心泵B、粗过滤器、精过滤器和流量计，污水箱通过管道依次与离心泵A、粗过滤器、精过滤器串联后接入电解液箱，电解液箱再通过管道依次与温度计、离心泵B、流量计和阀门串联后接入阴极系统；

所述离子浓度在线检测系统包括进样泵和离子浓度计，离子浓度计通过管道依次与进样泵、电解液箱连接，进样泵定时定量抽取电解液样品进入离子浓度计进行在线检测。

进一步的，所述喷嘴构型为空心针状，材质为耐腐蚀金属(钛、不锈钢等)，阳极工件位于阴极喷嘴的斜上方，阳极工件可进行旋转后与阴极对齐。

进一步的，所述电解液箱底部设置有加热器，用于加热电解液温度。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

该电解腐蚀装置结构简单、经济成本低，电解加工过程采用电解液型腔和电解液出口调节，实现了电解加工过程中间流场稳定，避免了短路现象的发生。通过径向超声换能器的振动来改善加工间隙内流场特性、去除加工产生的钝化膜、促进电解液的循环更新、加快材料蚀除速度、提高加工表面质量；能够减少杂散腐蚀、提高加工定域性、降低表面粗糙度，精确控制电解加工间隙中的电场和流场参数，精确控制加工过程。

附图说明

图1是本发明电解腐蚀装置的结构示意图。