CN102071440A - 一种制作光纤插芯及套管的电铸装置 - Google Patents

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沈小平
张海军
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Abstract

本发明涉及一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，它包括电铸槽、设置在电铸槽槽壁上的阳极接入端和阴极接入端，所述的电铸槽内分别装设有电铸液、与阳极输入端相连接的金属镀材、与阴极接入端相连接通过驱动机构可转动地设置在电铸槽内且与光纤插芯的内孔形状相同的芯模，驱动机构包括输出轴铅直地设置在电铸槽内的驱动电机、与驱动电机输出轴相啮合连接的驱动齿轮、与驱动齿轮相啮合的从动轮，所述的芯模的上下两端与所述的从动轮相固定连接。本发明电镀装置结构简单，其通过电机驱动使得芯模旋转，可保证金属均匀地镀到芯模上，从而确保了金属毛坯的精度，加工效率较高。

Description

一种制作光纤插芯及套管的电铸装置
技术领域
本发明涉及一种电铸装置。
背景技术
在光纤之间连接，或者光纤与光器件之间连接时，如何保证光轴的高精度对接非常重要。现有技术中采用光纤插芯进行两光纤的对接，同时，两插芯位于适配器的套管内。
现有技术中套管与插芯大多是以氧化锆陶瓷为原材料制作而成的。氧化锆陶瓷的被大量使用主要是因为，作为原材料其具有优良的耐磨性，在陶瓷材料中具有高韧性不易破损的优点。陶瓷插芯和套管的制作由毛坯制作和精密机械加工两部份组成。其中，毛坯制作是将特殊处理过的高纯二氧化锆粉末原料，造粒后在专用的模具中注射成型，然后经高温烧结而成。然后再精密研磨加工，以达到亚微米级的加工精度。上述制作工艺复杂，成品率低，从而使其在降低成本和大批量生产方面受到限制。尤其在光纤插芯的小型化、多芯化和异型化的发展方面，更受到很大制约。
我们知道电铸的原理是把预先按所需形状制成的原模作为阴极，用电铸材料作为阳极，一同放入与阳极材料相同的金属盐溶液中，通以直流电，在电解作用下，原模表面逐渐沉积出金属电铸层，达到所需的厚度后从溶液中取出，将电铸层与原模分离，便获得与原模形状相对应的金属复制件。由于光纤插芯及套管的精度要求较高，因此，人们寻找可以通过电镀的方式制作插芯与套管。
发明内容
本发明目的就是为了克服现有技术的不足而提出一种结构简单、加工效率较高的电铸装置。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案为：一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，它包括电铸槽、设置在电铸槽槽壁上的阳极接入端和阴极接入端，所述的电铸槽内分别装设有电铸液、与阳极输入端相连接的金属镀材、与所述的阴极接入端相连接通过驱动机构可转动地设置在电铸槽内且与光纤插芯的内孔形状相同的芯模，所述的驱动机构包括输出轴铅直地设置在电铸槽内的驱动电机、与驱动电机输出轴相啮合连接的驱动齿轮、与驱动齿轮相啮合的从动轮，所述的芯模的上下两端与所述的从动轮相固定连接。
更进一步地，所述的芯模上下两端通过张紧螺栓分别连接有上下夹板，所述的从动轮带动芯模作自旋转，且所述的驱动齿轮驱动主轴带动夹板作整体旋转运动。
所述的上夹板与电铸槽之间还设置有导电滑环，所述的芯模通过导电滑环与阴极接入端相连接。
所述的金属镀材为镍，且所述的镍为球状，其装载在钛篮中，所述的钛篮与阳极接入端相连接。
在进一步具体实施方式中，所述的钛篮为两个，且分别设置在电镀槽内的两侧，电铸槽内可同时安装多个芯模。
所述的芯模为圆柱形或区别于圆柱形的异型结构。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明电镀装置结构简单，其通过电机驱动使得芯模旋转，可保证金属均匀地镀到芯模上，从而确保了金属毛坯的精度，加工效率较高。
附图说明
附图1为本发明电镀装置的结构示意图；
其中：1、金属镀材；2、芯模；3、电镀毛坯；4、电铸槽；5、电铸液；6、驱动电机；7、驱动齿轮；8、驱动齿轮；9、上夹板；10、下夹板；11、输出轴；12、从动轮；13、从动轮；14、张紧螺栓；15、张紧螺栓；16、底座；17、导电滑环；19、阳极接入端；20、阴极接入端；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明：
如图1所示的电镀装置，包括一密封的电镀槽4，电镀槽4的左右两侧设置有阳极接入端19，其上侧设置有阴极接入端20，同时，在电镀槽4的上侧还安装有驱动电机6，驱动电机6的输出轴11铅直地延伸到电铸槽4的底部。
在电铸槽4内左右两侧设置有金属镀材1，本实施例中，金属镀材1由与阳极接入端19相连接的钛篮21以及设置在钛篮21内的若干个镍球组成，同时，在钛篮21内装入有聚丙烯材料制成的阳极袋(图中未显示)以防止阳极泥掉入镀液中。
电铸槽4内还设置有与待镀光纤连接器内孔形状相同的芯模2，在本实施例中，芯模2有两个，每个芯模2上下两端通过张紧螺栓14、15分别与上下夹板9、10相连接，且芯模2均为分布在上下夹板9、10的同心圆周上。同时，上下夹板9、10的中心与电机6的输出轴11相固定连接，在上夹板9的两侧还连接有与电机输出轴相啮合的驱动齿轮7、8，与驱动齿轮7、8相啮合的从动轮12、13，这样，在电机6的驱动下，上下夹板9、10由驱动齿轮7、8带动下在电铸槽4内做整体旋转运动，且在从动轮12、13的驱动下，芯模2还做自旋转运动。
在上夹板9与槽壁4之间固定连接有导电滑环17，所述的芯模2通过导电滑环17实现与阴极接入端20的连接。
同时，在电铸槽4内的底壁上，还设置有底座16，上述整个转动部分支撑在该底座16上。
在电铸槽4内还盛满有电铸液5，所述的电铸液5主要为氨基磺酸镍，该镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用；同时在其内还加有氯化钠阳极活化剂，硼酸pH缓冲剂，烯烃磺酸盐脱模剂，还可根据需要增加适量其它添加剂。下表为本实施例中电铸液的配比表：
  序号   名称   成分   含量
  1   主盐，导电盐   氨基磺酸镍   700g/L
  2   阳极活化剂   氯化镍   15g/L
  3   pH缓冲剂   硼酸   45g/L
  4   脱模剂   烯烃磺酸盐   15cc/L
  5   硬化剂   锑或锑化合物   适量
下面对电铸液各组分的作用分析如下：
主盐——氨基磺酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。氨基磺酸镍的沉积速率高，分散性好，应力小，最适于用作电铸镍液的主盐。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低，沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。
阳极活化剂——镍阳极在通电过程中极易钝化，为了保证阳极的正常溶解，需在镀液中加入一定量的阳极活化剂。氯离子是最好的镍阳极活化剂。因而采用氯化镍作为阳极活化剂。
缓冲剂——硼酸用来作为缓冲剂，使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；而PH值过高时，由于H2的不断析出，使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高，导致Ni(OH)2胶体的生成，而Ni(OH)2在镀层中的夹杂，使镀层脆性增加，同时Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡在电极表面的滞留，使镀层孔隙率增加。硼酸不仅有PH缓冲作用，而且他可提高阴极极化，从而改善镀液性能。硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。
脱模剂——电镀技术和电铸技术有一个很大的不同点：电镀时，镀层应紧紧地附在镀件上，起到对镀件的保护或装饰作用。而在电铸中，电铸体电镀在模具上成型，然后需将模具从电铸体上除去。因而电铸体与模具不能结合得太紧，以免阻碍电铸体的脱模工序。在本专利中，在电铸槽内添加含有一定量的含盐的有机硫化物，它能被吸附在电铸体的芯线(即电铸模具)的表面，形成一层专为便于电铸体从模具上剥离的钝化膜，使不锈钢芯线和电铸物之间的结合强度大为降低。这样，通过电子化学产生的钝化膜和不同金属的压缩内应力之间产生相辅相成的效果，可以在从电铸体中抽出或者推压出芯线时达到简单地去除芯线的效果。
硬化剂——由于金属镍的硬度不够大，达不到光纤插芯对硬度的要求，故在电铸液中应加入硬化剂使金属镍插芯的硬度从洛氏硬度HRC15～18提高到HRC50～60，以满足使用要求。硬化剂可采用锑或锑化合物。
电镀过程为，当电铸液加热到适当温度(40～50℃)，通电后，电铸槽中的电极发生反应：阳极发生的氧化反应为Ni-2e＝Ni2+，阴极发生的还原反应为Ni2++2e＝Ni，于是金属镍就被电镀到芯模2上，形成电镀毛坯3。
本实施例中，芯模2采用表面经过光滑加工过的不锈钢芯材，这样，生成的电镀毛坯3在芯模抽出后其内表面无需再加工。而且，本发明中，芯模2的形状不限于圆柱形，可根据使用的需要选择异型芯模，同样可实现电镀。
上述结合附图对电铸装置的结构进行了说明，但是并不能以此限定本发明的保护范围，如芯模的个数可在2个～12个之间调节，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：它包括电铸槽(4)、设置在电铸槽(4)槽壁上的阳极接入端(19)和阴极接入端(20)，所述的电铸槽(4)内分别装设有电铸液(5)、与阳极输入端(19)相连接的金属镀材(1)、与所述的阴极接入端(20)相连接通过驱动机构可转动地设置在电铸槽(4)内且与光纤插芯的内孔形状相同的芯模(2)，所述的驱动机构包括输出轴(11)铅直地设置在电铸槽(4)内的驱动电机(6)、与驱动电机(6)输出轴(11)相啮合连接的驱动齿轮(7、8)、与驱动齿轮(7、8)相啮合的从动轮(12、13)，所述的芯模(2)的上下两端与所述的从动轮(12、13)相固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的芯模(2)上下两端通过张紧螺栓(14、15)分别连接有上下夹板(9、10)，所述的从动轮(12、13)带动芯模(2)作自旋转，且所述的驱动齿轮(7、8)驱动主轴(11)带动夹板(9、10)作整体旋转运动。
3.根据权利要求1或2所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的上夹板(9)与电铸槽(4)之间还设置有导电滑环(17)，所述的芯模(2)通过导电滑环(17)与阴极接入端(20)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的金属镀材(1)为镍。
5.根据权利要求4所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的镍为球状，其装载在钛篮(21)中，所述的钛篮(21)与阳极接入端(19)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的钛篮(21)为两个，且分别设置在电镀槽(4)内的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的电铸槽(4)内可同时安装多个芯模(2)。
8.根据权利要求1所述的一种制作光纤插芯及套管的电铸装置，其特征在于：所述的芯模(2)为圆柱形或区别于圆柱形的异型结构。
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