[实用新型]一种用于溶解去除金属毛细管电铸芯模的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于溶解去除金属毛细管电铸芯模的装置。本实用新型装置以支架、驱动电机、进液管、储液槽和调高柱为基础，以电磁铁、永磁铁、喷嘴、夹具、溶解槽和制动器为核心，共同实现毛细管的溶解去模。与传统机械外力脱模和普通溶解脱模不同，本实用新型是利用喷嘴将溶解液以较高速度射向芯模，实现芯模的溶解，然后利用夹具带动毛细管高速旋转，通过离心力的作用以实现毛细管内溶解产物的排出，以简单高效的方式解决了溶液进入毛细管难和溶解产物排出毛细管难的问题。采用本装置可在保证电铸毛细管精度不受影响的同时，简化了脱模操作，提高脱模的成功率。

技术领域

本实用新型涉及电化学加工技术领域，具体涉及一种用于溶解去除金属毛细管电铸芯模的装置。

背景技术

内径为数百微米以下的金属毛细管在不少行业和领域中有着重要用途，如用作色谱分析管、自动化仪表信号管、电子测试用探针管、光纤联接管、注射用针头等。电铸是一种增材式精密制造技术。它是利用金属离子阴极电沉积原理，在芯模表面沉积一定厚度的金属、合金或金属基复合材料后，利用一定技术手段将其与芯模分离以获得制件的过程。电铸具有材料组织结构-性能-表面形貌能协同调控、精度高、内应力小、材质致密、实施工艺温度低、适用材料范围广等优点，特别适合低刚度、微细尺度的精密金属构件。

由于电铸主要是通过复制芯模的几何形状来实现电铸制件成形的过程，电铸过程结束后，电铸芯模的脱模步骤是电铸的关键和核心步骤。对于电铸金属毛细管而言，因为毛细管内径小，所以所用的电铸芯模往往是微细丝材，且电铸后微细丝材会被金属毛细管包裹在内。这导致金属毛细管电铸芯模的脱除极具挑战性。从原理上分析，主要有热胀冷缩法、机械变形法、溶解法等几种脱模方法。热胀冷缩法是利用不同金属的热膨胀系数不同，通过温度的改变，使金属的体积产生不同大小的膨胀或收缩从而破坏芯模和沉积层金属间的结合力，进而使两者之间产生间隙以达到脱模的目的。对于金属毛细管的电铸，热胀冷缩法不够理想，其原因是：（1）所用电铸芯模的金属丝材直径一般为数微米至数十位微米，而且芯模和沉积层金属之间的热膨胀系数相差不大，所以芯模和沉积层金属通过温度改变所导致体积变化产生的间隙不足以支持脱模操作；（2）毛细管的管壁金属一般较薄，骤热骤冷过程极易导致毛细管变形、甚至开裂，而且过高的温度可能会导致沉积层金属金相发生改变，影响其实际的使用性能。机械变形法是通过拉伸芯模使其产生弹性或塑性变形并不断裂，以减小芯模的横截面积，从而将芯模从毛细管中抽出。由于芯模比较纤细，而且金属毛细管和芯模之间的结合力与它们的长度成线性增大关系，所以，当电铸毛细管较长时，需要巨大的拉力，这非常容易将芯模拉断，进而导致部分芯模仍残留毛细管中无法取出，故采用此方法来对毛细管进行整体脱模的难度大、成功率低。溶解法是采用化学溶液对芯模进行去除但不伤害沉积层金属的一种方法。溶解法不受温度和外力的影响，且溶解溶液容易配制，是一种较为理想的去除芯模的方法，但是该方法用于电铸毛细管的脱模存在如下问题：毛细管内径微小，溶液在其内部受巨大的表面张力束缚，在此情况下，传质极缓慢，溶解产物难以排出，新溶解液难以进入，所以直接采用该方法实现毛细管的脱模有一定难度。专利号JP 2006-213960 A和JP 2012-58644 A的日本专利分别采用了高压液体和高压气体将芯模挤出以达到脱模的目的，但毛细管的内径较小，如采用类似方法，将高压液体和高压气体顺利的送入毛细管中需要专用的精密设备，而且毛细管多为薄壁，较高的压力会导致毛细管的内外径尺寸发生改变，甚至爆裂。因此，本实用新型提出了一种用于溶解去除金属毛细管电铸芯模的装置，以实现电铸毛细管的简单化、高效率、高成功率的脱模。

实用新型内容

针对现有电铸毛细管脱模技术的不足，本实用新型提供一种用于溶解去除金属毛细管电铸芯模的装置，从而实现电铸毛细管的高成功率、高效率、大批次、低成本的脱模。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下。