[发明专利]一种电铸正方形毛细管用阳极挂具

说明书

本发明专利属于电铸领域，具体涉及一种电铸正方形毛细管用阳极挂具，包括正方形金属芯模，它还包括4个薄片状阳极、4个遮蔽板、阳极固定座、阳极导座、2个引电钛片、挂杆；所述的阳极固定座上设有正方形通孔；所述的阳极导座上设有正方形通孔、方形凹槽；所述的正方形通孔II的四周壁面各处设有柔性刷毛；所述的2个引电钛片设有正方形通孔III，它们分别与薄片状阳极的前后端面紧密接触并电气连接；所述的正方形通孔I、正方形通孔和正方形通孔的横截面中心线共线，且均非接触地、可往复直线移动地套在正方形金属芯模上。本发明可以有效解决电铸正方形毛细管存在的外型面圆化、厚度均匀性差的问题，并保证正方形毛细管的高精度成形。

技术领域

本发明专利属于微细电铸领域，具体涉及一种电铸正方形毛细管用阳极挂具。

背景技术

内径特征尺寸为微米级和亚毫米级的毛细管被广泛应用于电工电子、光学、化工检测、医学等领域，如半导体探针套管、光纤插针、心脏支架导向管等。其中，具有正方形截面特征的异型管（简称为正方形毛细管）因其独特的结构和功能效用，适用于电火花加工电极、微型换热通道等。现有的正方形毛细管加工技术主要有机械拉拔、轧制成型、液压成型、电铸加工等。其中电铸加工因其高成形精度、极小内孔径成形能力、高内型面成形质量、可实现内孔径与管壁厚无关等独有的制管技术优势，是超光滑内孔壁面、超细内径、大壁厚、高精度毛细金属管制造技术的首选。因毛细管电铸制造是通过复制芯模几何形状特征来实现毛细管内孔精密成形的，所以，该技术的关键是控制壁厚或外径的成形精度，即壁厚分布（包括径/周向和轴向）均匀性。专利号为CA2351326的加拿大发明专利公布了一种电铸制造圆截面金属毛细管的装置，其采用立式的四角分布远阳极的方式，实现了比单阳极更好的径向厚度均匀性。日本专利WO2006135057A1介绍了一种毛细管电铸装置，其采用卧式旋转阴极的方式，提高了圆截面毛细管壁厚的周向分布均匀性。但是，电铸方形截面毛细管除了有圆截面毛细管共性均匀性问题外，还有个性成形难题。方形截面芯模的边角处因尖端放电效应而使电流密度分布更集中，导致该处的金属生长速度明显快于其他地方，通常情况下，这致使最终成形的毛细管的横截面不可避免地出现边角圆化、壁厚分布不均等问题，成形精度差，且壁厚越大，上述现象越严重。显然，现有的针对圆截面毛细管电铸的技术方案都难以适用于方形截面毛细管的电铸。基于此，本发明摒弃以往的远阳极、旋转阴极等电铸方式，设计开发了一种电铸正方形毛细管用阳极挂具，实现正方形毛细管的高精度成形。

发明内容

本发明专利的目的是解决电铸正方形毛细管中存在的横截面边角圆化、厚度均匀性差的问题，保证正方形毛细管的高精度成形。

本发明专利所采用的技术方案是：一种电铸正方形毛细管用阳极挂具，包括正方形金属芯模，它还包括4个薄片状阳极、4个遮蔽板、阳极固定座、阳极导座、2个引电钛片、挂杆；所述的阳极固定座上设有正方形通孔；所述的4个薄片状阳极的几何形状与尺寸相同，分别固定于正方形通孔的四周侧壁，且薄片状阳极各自的外表面与正方形通孔I的侧壁面平齐；所述的4个遮蔽板分别固定于正方形通孔的四角处，且遮蔽板各自外伸的宽度沿对角线方向可调，遮蔽板的使用可以有效避免电场在正方形金属芯模棱角处的集中；所述的阳极导座上设有正方形通孔、方形凹槽；所述的阳极固定座配合固定于方形凹槽中；所述的正方形通孔II的四周壁面各处设有柔性刷毛，柔性刷毛可以在增强搅拌的同时，起到电场屏蔽的作用，避免了电场向正方形通孔内的辐射，提高电铸的轴向均匀性；所述的2个引电钛片设有正方形通孔III；所述的2个引电钛片分别与薄片状阳极的前后端面紧密接触并电气连接；所述的挂杆与阳极固定座、阳极导座可拆卸式密封联接；所述的正方形通孔I、正方形通孔和正方形通孔的横截面中心线共线，且均非接触地、可往复直线移动地套在正方形金属芯模上。

所述的薄片状阳极由钛或铂制成。不可溶阳极的使用可以避免频繁更换阳极。

所述的薄片状阳极的宽度w₁为正方形金属芯模的横截面边长w₂的75%~80%。这是为了减弱边缘效应带来的影响，进一步均匀正方形金属芯模横截面上的电场分布。