[发明专利]一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法

说明书

本发明公开一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法，包括：在高温合金板材(1)上表面均匀涂覆光刻胶；在菲林片上绘制所需蚀刻图案，其中凸台(2)的外径比实际成品的外径大预定尺寸，将图案转录至高温合金板材的光刻胶上；对坚膜后的高温合金板材进行电解蚀刻，蚀刻电压为10～25V，电流为500～1000A，每蚀刻1～3min后，暂停蚀刻，测量凸台(2)的高度变化，直至凸台(2)高度达到目标值；对完成凸台蚀刻后的高温合金板材进行单点的通孔(3)的电解加工；对加工完成的高温合金板材进行退膜，得到高温合金密排孔柱结构板材。本发明实现了难加工高温合金材料的精密成形加工。

技术领域

本发明属于高温合金精密加工技术领域，具体涉及一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法。

背景技术

高温合金具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性、断裂韧性、塑性、疲劳性能等综合性能，由于其具有优异的耐高温性和可靠性，在国外也被称为超合金，基于以上优点，高温合金被用于制作航空发动机、航天发动机、工业燃气轮机等的高温部件。随着科技的发展进步，高新技术产品日益趋向于精密化，且向难加工材料、异型面方向发展，其中如图1所示的高温合金密排孔柱阵列结构在航空、航天、仪器和汽车等工业领域中有着广泛的应用，如图所示，这种密排孔柱阵列结构1包括凸台2和通孔3。传统机械加工方法(车削、铣削、磨削、刨削等)己经无法满足该类零件的加工要求，而采用非机械能(电、光、热、声、化学等能量)进行加工的特种加工技术非常适合于这类难加工、复杂结构零件的精密加工。

目前，加工密排孔柱阵列结构的方法主要有精密机械加工、电火花加工、激光加工、光化学加工和LIGA等，但这些方法或多或少均存在一些问题：精密机械加工工件存在变形，且受限于刀具的尺寸，很难加工出微小群孔结构；电火花加工电极损耗严重，加工大面积零件效率低，且难以加工柱形结构；激光加工工件表面存在重铸层，对于表面质量要求高的产品往往不适用；光化学加工工艺十分繁琐，而且所用的设备昂贵，降低了生产效率，增加了成本；LIGA技术工艺过程繁复，准备周期长，不适于单件或小批量产品生产。因此，有必要开发一种无内应力、无工具损耗、无重铸层、工序简单和成本低的高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法，以实现难加工高温合金材料的精密成形加工。

本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：

一种高温合金密排孔柱阵列结构的加工方法，包括：

待加工的高温合金板材1的上表面均匀涂覆预定厚度的光刻胶，然后在预定温度下保温预定时间进行烘干；

在菲林片上绘制出所需蚀刻的图案，其中凸台的外径比实际成品的外径大预定尺寸，将菲林片上的图案转录至高温合金板材的光刻胶上；显影后去除未经曝光的光刻胶；

将显影后的高温合金板材水平在预定温度下保温预定时间，进行坚膜；

对坚膜后的高温合金板材进行电解蚀刻，其中电解液从蚀刻机电极与高温合金板材间的加工间隙中以7～20m/s的速度流过，蚀刻电压值选取10～25V，电流值为500～1000A，每蚀刻1～3min后，暂停蚀刻，测量凸台2的高度变化，直至凸台2高度达到目标值；

对完成凸台蚀刻后的高温合金板材进行单点的通孔3的电解加工；

对加工完成的高温合金板材进行退膜，经后处理得到尺寸符合要求的高温合金密排孔柱结构板材。

其中所述预定厚度的光刻胶的涂覆包括在高温合金板材1的上表面均匀涂覆光刻胶，然后在预定温度下保温预定时间进行烘干，在烘干后的高温合金板材的已上胶表面再均匀涂覆光刻胶，然后在预定温度下保温预定时间进行烘干；这样通过分步涂覆光刻胶，能保证板材表面各个位置光刻胶的均匀性，且有利于控制光刻胶的厚度。