CN103737130B - 一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法，凝胶是有机物通过聚合反应得到的胶状体，呈空间网状结构，其中可以充满大量的液体介质。电化学去毛刺对加工棱边可取得较高的边缘均一性和良好的表面质量，具有去除毛刺效果好、安全可靠、高效等优点，但是在电解过程中，对于接触到电解液冲刷的阳极表面，只要有电流通过，就会发生溶解反应，这些反应区域不仅包括加工区，也包括我们不希望它溶解的区域。因此本发明拟用包含有NaCl电解液的凝胶包裹工具阴极，工件接阳极，进行去毛刺和表面处理，特别用于一些难加工部位，凝胶限制了电解液的外流，有凝胶接触到的地方发生反应，接触不到的地方就完好无损，这也就使得去毛刺和表面处理的部位更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及电化学去毛刺及电化学表面处理的技术领域，具体涉及一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法。
背景技术
随着电化学技术的快速发展，电解去毛刺、电解抛光等表面处理技术获得了广泛的应用，它对加工工件无机械作用力，容易实现自动化或半自动化，适合去除高硬度、高韧性韧性金属零件的毛刺，可以在工件的特定部位进行限定加工，对于手工难以处理、可达性差的复杂内腔部位，尤其是交叉孔相贯线的毛刺，利用电化学去毛刺有着明显的优势。电化学去毛刺对加工棱边可取得较高的边缘均一性和良好的表面质量具有去除毛刺效果好、安全可靠、高效等优点，但是缺点与优点并存，严重制约了其应用与发展，在电解过程中，对于接触到电解液冲刷的阳极表面，只要有电流通过，就会发生溶解反应，这些反应区域不仅包括加工区，也包括我们不希望它溶解的区域。而本发明拟用包含有NaCl电解液的凝胶包裹工具阴极，工件接阳极，进行去毛刺和表面处理，特别用于一些难加工部位，凝胶限制了电解液的外流，有凝胶接触到的地方发生反应，接触不到的地方就完好无损，这也就使得去毛刺和表面处理的部位更加精确，这必将更加推动电解去毛刺及在表面处理技术上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法，旨在解决电解去毛刺及电解抛光等表面处理技术中存在的杂散腐蚀问题，提高加工部位的准确性，避免在不希望发生溶解反应的部位发生电化学腐蚀。
本发明提出的一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法，具体步骤如下：
(1)制备凝胶溶液；
(2)制作工具阴极：采用黄铜电极做工具阴极，在黄铜电极前端包裹凝胶，后部镀绝缘层，尾部设置手柄，手握手柄进行操作；
(3)将制备的凝胶溶液置于比工具阴极直径稍大的容器中，插入工具阴极，紫外线照射40-50分钟，最终使凝胶直接成形于工具阴极前端，避免后期包裹。
(4)将工具阴极安装于电解机床上，工件4接阳极，阳极金属在NaCl溶液中失去电子以离子形式进入电解液，放置工件4的平台可进行X、Y轴移动，黄铜电极1可随工件Z轴移动，通过计算机6和运动控制卡7控制运动及加工间隙，进行工件的去毛刺或表面处理。
本发明中，所述凝胶的制作方法为：采用BMIMCl0.5g80℃融化，加入MBAA0.03g，50℃磁力搅拌10min，ZrO20.05g，HEMA0.42g（含有2%DEAP）磁力搅拌10min。
本发明中，所述工具阴极不只限于棒形，针对孔类去毛刺和表面抛光打磨等处理，工具阴极可做成棒形、圆柱形或半圆形中任一种；对平面类，工具阴极可做成平板形或方形中任一种；对轴类，工具阴极可做成月牙形等。
本发明不只限于用手工操作，亦可将包有凝胶的工具阴极连接于电解机床之上，通过机床控制阴极运动。
本发明中采用凝胶为电解介质，在很大程度上减少了电解质溶液的需求，同时可以通过凝胶的厚度充分保证电解加工中的间隙的需求，有效减少了电解加工中的失败的出现（大部分加工失败是由加工间隙的不合理引起的）。
本发明采用凝胶为电解介质，反应产生的沉淀物质将吸附于凝胶表面，通过清洗等步骤可以有效的去除表面的反应物，从而实现凝胶的重复利用。
附图说明
图1是加工系统图；
图2是本发明手工操作图；
图3是凝胶制备于工具阴极图；
图中标号：1是黄铜电极，2是绝缘层，3是凝胶，4是工件，5是电源，6是计算机，7是运动控制卡，8是手柄，9是凝胶溶液，10是容器。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1：如图1所示，将前端覆有凝胶，后端绝缘的黄铜电极1作为阴极安装于电解机床上，放置工件4的平台可进行X、Y轴移动，黄铜电极1可随工件Z轴移动，通过计算机6和运动控制卡7控制运动及加工间隙，进行去毛刺或表面处理。
如图2所示，手握手柄8直接手工操作去毛刺或表面处理。
如图3所示，制作前端覆有凝胶的黄铜电极1，在比黄铜电极1直径稍大的容器9中加入BMIMCl0.5g80℃融化，加入MBAA0.03g50℃磁力搅拌10min，ZrO20.05g，HEMA0.42g（含有2%DEAP）磁力搅拌10min，插入黄铜电极1，紫外灯聚合45min。
本发明是用电化学原理去毛刺和进行表面处理，工件4接阳极，黄铜电极1做阴极，阳极金属在NaCl溶液中失去电子以离子形式进入电解液，进而发生腐蚀，去除毛刺或使零件凸凹不平的表面圆整光滑。
本发明比现行电化学去毛刺及表面处理技术的优点之处是在于通过凝胶这一特殊物质限制了电解液的肆意流动，使只有凝胶接触到的地方才发生反应，而凝胶的所到之处是可以通过人或机床轻松控制的，这就实现了定域性电解反应。
本发明电源采用10~36V直流电源，电解液采用NaCl溶液。在电解反应过程中，阳极反应，阴极析出氢气，随着加工的进行，NaCl溶液浓度升高，这时只需给凝胶补充水分即可继续使用，在正常操作范围下，凝胶和工具阴极可反复使用，寿命长。用凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理之前，需要对工件加工部位除污净化，以防损伤凝胶和电极，加工完成后，需立刻清洗，以去除电屑和杂质，保证加工质量。在具体实施时，不只限于用手工操作，亦可将包有凝胶的工具阴极连接于电解机床之上，通过机床控制阴极运动。
Claims (2)
1.一种凝胶态电刷电化学去毛刺及表面处理的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)制备凝胶溶液；采用BMIMCl0.5g80℃融化，加入MBAA0.03g，50℃磁力搅拌10min，ZrO20.05g，含有2%DEAP的HEMA0.42g，磁力搅拌10min；
(2)制作工具阴极：采用黄铜电极做工具阴极，在黄铜电极前端包裹凝胶，后部镀绝缘层，尾部设置手柄，手握手柄进行操作；具体为：将制备的凝胶溶液置于比工具阴极直径稍大的容器中，插入工具阴极，紫外线照射40-50分钟，最终使凝胶直接成形于工具阴极前端，避免后期包裹；
(3)将工具阴极安装于电解机床上，工件接阳极，阳极金属在NaCl溶液中失去电子以离子形式进入电解液，放置工件的平台可进行X、Y轴移动，黄铜电极可随工件Z轴移动，通过计算机和运动控制卡控制运动及加工间隙，进行工件的去毛刺或表面处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述工具阴极为棒形、圆柱形或半圆形中任一种；对平面类，工具阴极为平板形或方形中任一种；对轴类，工具阴极为月牙形。
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