專利名稱：藥型罩電鑄制造工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的藥型罩電鑄制造工藝及裝置屬藥型罩電鑄制造方法及裝置。
藥型罩的制造方法主要有旋壓、粉末冶金、切削加工、電鑄等。電鑄是一種基于陰極電沉積原理來(lái)制取金屬零件的精密制造技術(shù)。與其它方法相比，電鑄由于具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)而受到國(guó)內(nèi)外高度重視1)制作的藥型罩材料純度高、晶粒細(xì)；2)成型精度高；3)材料利用率高。
目前國(guó)內(nèi)藥型罩制造領(lǐng)域中，大都采用旋壓、粉末冶金等方法制造藥型罩，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?4213781的“聚能射孔彈金屬粉末藥型罩旋壓成型裝置”和專利申請(qǐng)?zhí)枮?7207936的“高穿深無(wú)出杵堵射孔彈用藥型罩”。
目前采用電鑄工藝制造藥型罩的方法的基本原理和工藝過(guò)程是采用可導(dǎo)電的芯模(如不銹鋼)作陰極，芯模的外形與藥型罩的內(nèi)腔尺寸一致。電鑄材料(銅、鎳等)作陽(yáng)極，電鑄材料的金屬鹽溶液做電鑄液。在電鑄過(guò)程中，陰極以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電鑄液循環(huán)過(guò)濾，并用攪拌器攪拌儲(chǔ)液槽中的電鑄液，電鑄液溫度保持恒定。施加電壓后，溶液中的金屬離子在芯模表面沉積；陽(yáng)極金屬溶解，補(bǔ)充溶液中的金屬離子。電鑄層達(dá)到規(guī)定厚度后，斷電，將金屬沉積層從芯模上分離，得到與芯模形狀凹凸相反的電鑄件(藥型罩)。
上述工藝方法存在著不足制備的藥型罩晶粒相對(duì)粗大，通常在數(shù)微米以上；陰極上容易吸附氣泡，從而在沉積金屬中產(chǎn)生氣孔；沉積速度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能制造出高致密度、超細(xì)晶、速度較高的藥型罩電鑄制造工藝及其裝置。本電鑄制造工藝特征在于1、電鑄液供液方式，是在藥型罩芯模旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電鑄液從藥型罩芯模底部(直徑小的一端)進(jìn)行供液，使得電鑄液在藥型罩表面沖刷的更強(qiáng)烈、更均勻，利于沉積過(guò)程中金屬離子的補(bǔ)充；2、采用絕緣材料制作與藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極，顆粒狀陽(yáng)極金屬塊電鑄材料將其填滿，這樣構(gòu)成的陽(yáng)極單元使得電場(chǎng)分布更均勻；3、采用彈性絕緣輥?zhàn)訚L壓法或絕緣摩擦刷法對(duì)旋轉(zhuǎn)電鑄中的陰極芯模表面進(jìn)行滾壓、摩擦，消除吸附氣泡，改善沉積過(guò)程。
實(shí)現(xiàn)本電鑄制造工藝的裝置包括儲(chǔ)液槽、磁力泵、過(guò)濾器、球閥、溢流閥、溫控儀、加熱器、控制裝置、脈沖電源、導(dǎo)電裝置、傳動(dòng)裝置和電鑄過(guò)程裝置，其特點(diǎn)是電鑄過(guò)程裝置包括旋轉(zhuǎn)的陰極芯模置于滾壓、摩擦裝置之間，滾壓、摩擦裝置安裝在與藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極上，此像形陽(yáng)極與電鑄材料所組成陽(yáng)極腔作為其陽(yáng)極單元。其中滾壓裝置由套裝在軸上的絕緣輥?zhàn)油ㄟ^(guò)裝于軸兩端上的彈性支架固定在像形陽(yáng)極上。絕緣摩擦裝置由摩擦刷(塊)連于支座，并通過(guò)支座與像形陽(yáng)極相連。電鑄時(shí)，上述裝置在有效去除電鑄層因析氫而產(chǎn)生氣孔的同時(shí)，還可有效減小沉積表面離子擴(kuò)散層，提高電鑄速度，改善晶體生長(zhǎng)方式，有利于獲得組織致密、晶粒細(xì)小的電鑄層。
因此，采用上述電鑄工藝方法及裝置，能制備出高致密度、超細(xì)晶電鑄銅或鎳藥型罩，其晶粒小于1微米，無(wú)氣泡針孔等缺陷，沉積速度較高。
圖2是電鑄過(guò)程裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是滾壓裝置與摩擦裝置組成示意圖。


圖1中標(biāo)號(hào)名稱；1、旋轉(zhuǎn)陰極(芯模)，2、滾壓(或摩擦)裝置，3、陽(yáng)極腔，4、電鑄材料，5、球閥，6、溢流閥，7、過(guò)濾器，8、磁力泵，9、儲(chǔ)液槽，10、溫控儀，11、加熱器，12、控制裝置，13、脈沖電源，14、像形陽(yáng)極，15、導(dǎo)電裝置，16、傳動(dòng)裝置。
圖2中的標(biāo)號(hào)及名稱與圖1中的標(biāo)號(hào)及名稱一致。
圖3中的標(biāo)號(hào)名稱，17、絕緣輥?zhàn)樱?8、軸，19、彈性支架，20、摩擦刷，21、支座，其中標(biāo)號(hào)14的名稱與圖1中的標(biāo)號(hào)14一致。
圖3所示的是滾壓裝置與摩擦裝置的組成示意圖。滾壓裝置2組成是套裝在軸18上的絕緣輥?zhàn)?7通過(guò)安裝于軸18兩端上的彈性支架19連接于像形陽(yáng)極(14)上。摩擦裝置2的組成是摩擦刷20裝在支座21上，并通過(guò)支座21連接在像形陽(yáng)極14上。
本發(fā)明專利“藥型罩電鑄制造工藝”原理及過(guò)程采用可導(dǎo)電的芯模1(如不銹鋼、純鈦等)作陰極，芯模的外形與藥型罩的內(nèi)腔尺寸一致，采用絕緣材料制作和藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極14，與電鑄顆粒狀陽(yáng)極金屬材料塊組成的陽(yáng)極腔3作為其陽(yáng)極單元，電鑄液循環(huán)過(guò)濾5～9，并通過(guò)溫控加熱裝置10、11，保持溫度恒定。脈沖電鑄時(shí)，脈沖電源13通電，陰極1以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電鑄液從陰極底部進(jìn)行供液，在陰極離子沉積過(guò)程中，滾壓裝置2的彈性絕緣輥?zhàn)?7與旋轉(zhuǎn)陰極接觸，在隨其軸18旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，對(duì)陰極表面進(jìn)行滾壓；或采用絕緣摩擦裝置2的摩擦刷20在陰極離子沉積過(guò)程中對(duì)旋轉(zhuǎn)陰極表面進(jìn)行摩擦。滾壓法和摩擦刷法可同時(shí)使用也可單獨(dú)使用(視實(shí)際需要)。采用上述工藝方法在有效去除電鑄層因析氫而產(chǎn)生氣孔的同時(shí)，可有效地減小陰極沉積表面離子擴(kuò)散層，提高電鑄速度和沉積均勻性，改善晶體生長(zhǎng)方式，有利于獲得組織致密、晶粒細(xì)小的電鑄層。電鑄層達(dá)到規(guī)定厚度后，停止電鑄(斷電)，將金屬沉積層從芯模上分離，即可得到與芯模形狀凹凸相反的高致密、超細(xì)晶電鑄件(藥型罩)。
權(quán)利要求
1，一種藥型罩電鑄制造工藝，其特征是(1)電鑄液供液方式是在藥型罩芯模旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電鑄液從芯模底部進(jìn)行供液；(2)電鑄藥型罩的陽(yáng)極，是采用絕緣材料制作與藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極，并與電鑄材料組成的陽(yáng)極腔作為電鑄藥型罩的陽(yáng)極單元；(3)基于陰極表面擾動(dòng)電鑄工藝采用絕緣輥?zhàn)訚L壓法或絕緣摩擦法對(duì)旋轉(zhuǎn)電鑄中的陰極芯模表面進(jìn)行滾壓成摩擦擾動(dòng)處理。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥型罩電鑄制造工藝裝置，包括儲(chǔ)液槽(9)，磁力泵(8)，過(guò)濾器(7)，球閥(5)，溢液閥(6)，溫控儀(10)，加熱器(11)，控制裝置(12)，脈沖電源(13)，導(dǎo)電裝置(15)，傳動(dòng)裝置(16)，和電鑄過(guò)程裝置，其特征在于電鑄裝置包括倒置形錐體旋轉(zhuǎn)陰極(1)置于滾壓裝置或摩擦裝置(2)之間，滾壓裝置或摩擦裝置(2)置于藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極(14)上，此像形陽(yáng)極(14)與電鑄材料(4)所組成的陽(yáng)極腔(3)作為其陽(yáng)極單元。
3，根據(jù)權(quán)利要求2所述的藥型罩電鑄制造工藝裝置，其特征在于，滾壓裝置的組成是套裝在軸(18)上的絕緣輥?zhàn)?17)通過(guò)裝于軸(18)兩端上的彈性支架(19)連接在像形陽(yáng)極(14)上。
4，根據(jù)權(quán)利要求2所述的藥型罩電鑄制造工藝裝置，其特征在于，摩擦裝置的組成是摩擦刷(20)裝在支座(21)上，并通過(guò)支座(21)連接在像形陽(yáng)極(14)上。
全文摘要
一種涉及藥型罩電鑄制造工藝及裝置，其工藝在于供液方式是在藥型罩芯模旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電鑄液從芯模底部進(jìn)行供液；采用絕緣材料制作與藥型罩芯模外形相對(duì)應(yīng)的像形陽(yáng)極并與陽(yáng)極塊狀電鑄材料組成的陽(yáng)極腔作為電鑄藥型罩的陽(yáng)極單元；采用絕緣輥?zhàn)訚L壓法或絕緣摩擦法對(duì)旋轉(zhuǎn)電鑄中的陰極芯模表面進(jìn)行滾壓或摩擦擾動(dòng)處理。其裝置包括儲(chǔ)液槽(9)、磁力泵(8)、過(guò)濾器(7)、球閥(5)、溢流閥(6)、溫控儀(10)、加熱器(11)、控制裝置(12)、脈沖電源(13)、導(dǎo)電裝置(15)、傳動(dòng)裝置(16),其特點(diǎn)是還包括由旋轉(zhuǎn)陰極(1)、滾壓裝置或摩擦裝置(2)，像形陽(yáng)極(14)，電鑄材料(4)及陽(yáng)極腔(3)所組成的電鑄過(guò)程裝置。應(yīng)用本發(fā)明能成功地制備出高致密度、超細(xì)晶(小于1微米)的藥型罩。
文檔編號(hào)C25D1/00GK1410600SQ02138620
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者朱獲, 雷衛(wèi)寧, 曲寧松 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)