CN110257882A - 基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法,属于电镀加工用钻头技术领域,反应池内部沿阳极组件轴向上设有传动机构,且传动机构位于阳极组件的下方,传动机构上设有夹持组件和与传动机构配合的阴极电刷组件,阳极组件包括位于反应池一侧上的绝缘盘体和位于反应池与绝缘盘体对应面一侧的导电盘体,绝缘盘体与导电盘体之间沿绝缘盘体与导电盘体构成的轴线上安装有多组阳极导电柱。本发明实现进行大批量生产中需要一组阳极导电管体对应多组被加工钻头,因此大批量高效的生产则生产成本会减低许多,促进了电镀加工钻头的广泛普及,节省了再使用机械搅拌器来进行搅拌而导致的电能的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀加工用钻头,特别是涉及基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法,属于电镀加工用钻头技术领域。
背景技术
超临界流体,是指纯净物质处于临界点(临界压力和临界温度)以上时,所表现出来的一种介于液态和气态的流体,在临界点附近,超临界流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象,CO2气体具有环保、不燃、无毒、惰性、储备丰富且临界压力(7.39MPa)和温度(31.1℃)不太高等优点,因此超临界CO2流体被广泛运用。由于超临界CO2具有较低的粘度(0.03-0.1MPa·s)和较高的扩散系数(10-4cm2·s-1),在电铸体系中能为传质提供良好的条件。
目前工业钻头的成型材料常使用钛合金、金刚石材料或特种钢质材料等,这些材料的钻头制备起来工艺复杂,成本偏高且性能不够优异,而采用纳米复合材料能够较好地弥补这些缺点,工业钻头常使用高速钢以及特种钢等作为基体材料,该基体材料通常难以直接进行电化学沉积加工,而采用化学镀的方法对基体材料进行预处理后,则使得在该基体上进行纳米复合电镀成为可能。
在将纳米颗粒均匀复合在金属基体材料时,在现有技术中如授权公告号为CN104141161A的基于移动阳极的超临界复合电镀加工钻头的方法,其中在使用该方法时所用到的装置中端与固定连接板固定连接;连接杆的右端与驱动丝杠固定连接;移动阳极通过固定连接板、连接杆、驱动丝杠内置的弹性导电线圈以及阳极棒与电源的正极电连接;被加工钻头的上端与阴极棒的下端固定连接并通过阴极棒与电源的负极电连接;所述的移动阳极组件的移动阳极在驱动组件的驱动下,可相对被加工钻头上下向往复运动,且移动阳极组件的移动阳极设有四个,该四个移动阳极固定设置在固定连接板的四个角部;被加工钻头设有四个,该四个被加工钻头与四个移动阳极分别对应各设置一个,来实现对将纳米颗粒均匀复合在金属基体材料上,机械搅拌器设置在反应器内,机械搅拌器水平向间歇搅拌。
而现有技术的缺陷在于在使用该装置时,进行大批量生产中需要每一组阳极对应一组被加工钻头而在进行电沉积时间为1-3h,因此如果想大批量高效的生产则生产成本必定很高,而想降低生产成本又无法实现高效的大批量生产,而生产成本过高则不利于电镀加工钻头的广泛普及,另外在用该装置的过程中使用电驱动的机械搅拌器对溶液进行搅拌,来带动溶液的流动进一步改善纳米复合电镀过程中的均匀性和一致性,而通过使用电驱动的机械搅拌器也是进一步加大的用电耗能成本,因此需要一种可以降低用电耗能成本且可以实现大批量高效生产的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法,实现进行大批量生产中需要一组阳极导电管体对应多组被加工钻头,因此大批量高效的生产则生产成本会减低许多,促进了电镀加工钻头的广泛普及,节省了再使用机械搅拌器来进行搅拌而导致的电能的浪费。。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到:
基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,包括反应池、二氧化碳气体钢瓶、高压泵和直流电源组件,所述二氧化碳气体钢瓶的出气端通过软管与所述高压泵一端连接,所述高压泵的另一端通过软管与所述反应池内底部连通,所述反应池上设有阳极组件驱动机构,且通过所述阳极组件驱动机构驱动位于所述反应池内部的阳极组件,所述反应池上设有电加热组件,所述反应池内部沿所述阳极组件轴向上设有传动机构,且所述传动机构位于所述阳极组件的下方,所述传动机构上设有夹持组件和与所述传动机构配合的阴极电刷组件;
所述阳极组件包括位于所述反应池一侧上的绝缘盘体和位于所述反应池与所述绝缘盘体对应面一侧的导电盘体,所述绝缘盘体与所述导电盘体之间沿所述绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线上安装有多组阳极导电柱,且所述阳极导电柱之间安装有阳极导电管体;
所述阳极导电柱为与所述绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,所述阳极导电管体为沿轴向上断开的非连续型管体结构;
所述导电盘体通过导线与所述直流电源组件的阳极电性连接,所述阴极电刷组件通过导线与所述直流电源组件的阴极电性连接,所述传动机构带动所述夹持组件上的钻头沿所述绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线方向上连续运动,所述阳极组件沿绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线上做来回旋转运动。
优选的,所述阳极组件驱动机构包括安装在所述导电盘体位于所述反应池外部一侧的第一皮带轮,以及通过皮带连接的第二皮带轮,所述第二皮带轮上安装有驱动所述第二皮带轮转动的第一驱动电机,所述阳极导电管体为高2cm、直径3cm、厚度为2mm的圆柱状纯镍薄壁环,被加工钻头,的外壁与阳极导电管体的内壁之间的距离为1cm。
优选的,所述传动机构包括安装在所述反应池两侧壁上的主动转杆,所述主动转杆位于靠近所述绝缘盘体处,所述反应池两侧壁上安装有从动转杆,且所述主动转杆与所述从动转杆平行,所述从动转杆位于靠近所述导电盘体处,所述主动转杆的外侧安装有主动滚筒,所述从动转杆的外侧安装有从动滚筒,所述从动滚筒与所述主动滚筒外侧连接有传送带,所述主动转杆一端的端部位于所述反应池外部且安装有第二驱动电机,所述阴极电刷组件与所述从动滚筒接触。
优选的,所述夹持组件包括安装在所述传送带上的固定柱,且所述固定柱的顶部安装有U型座,所述U型座的一侧贯穿设有紧锁杆,所述紧锁杆位于所述U型座内部的一端安装有夹持板,所述U型座与所述紧锁杆螺纹连接。
优选的,所述主动滚筒、从动滚筒、固定柱、U型座、夹持板、紧锁杆和传送带皆为金属材料,所述从动转杆和主动转杆皆为绝缘材料。
优选的,所述电加热组件包括安装在所述反应池外壁的电加热器和位于所述反应池内夹层中的电加热板,所述电加热器通过导线与所述电加热板电性连接。
优选的,所述反应池底部设有封盖,所述封盖位于所述反应池开口面处安装有多组挡雾板,所述反应池顶环部开设有插槽,所述封盖底部位于所述反应池顶环部处安装有与所述插槽相互配合的插块,所述封盖上开设有可以让所述高压泵上的软管贯穿的通口,且通口与该软管之间通过橡胶环密封。
基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
预处理步骤:对被加工钻头的基体进行预先化学镀处理,在被加工钻头的基体表面镀上一层易于进行电沉积的金属;
溶液配制步骤:将配置好的含纳米硬质颗粒和复合添加剂的二元体系电镀液加入反应池中,向反应池中通入二氧化碳气体,控制反应池内的温度在35~70℃、压力在8~20MPa的范围内,形成以超临界二氧化碳乳化液为载体的三元电镀体系;
电镀步骤:通过夹持组件夹持住被加工钻头端部,通过传动组件带动被加工钻头沿所述绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线方向上连续运动,通过阳极组件驱动机构驱动阳极组件围绕被加工钻头做来回旋转运动;
后处理步骤:电沉积完毕,通过后处理,得到所需性能要求的具有纳米复合镀层的钻头。
优选的,溶液配制步骤中电镀液为含硫酸镍和氯化镍的镍盐溶液;纳米硬质颗粒为直径30~60nm的金刚石纳米颗粒;复合添加剂为由十二烷基类化合物和醚类化合物组成的添加剂,所述的镍盐溶液的浓度为300~450g/L;纳米金刚石颗粒的浓度为1~20g/L;复合添加剂的浓度为0.1~2g/L,电镀液还包括浓度为30g/L~60g/L的作为电沉积缓释剂的硼酸,所述复合添加剂为由十二烷基硫酸钠和聚乙二醇三甲基壬基醚;十二烷基硫酸钠的浓度为0.2g/L,聚乙二醇三甲基壬基醚的浓度为0.8g/L。
优选的,所述预处理步骤中被加工钻头的基体进行预先化学镀处理进行电沉积的金属为纯铜或纯镍。
本发明的有益技术效果:
本发明提供的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法,将被加工钻头的端部放置在U型座的内部,通过转动紧锁杆从而推动夹持板运动,通过推动夹持板对被加工钻头的端部进行夹持,通过启动第二驱动电机,从而带动主动转杆转动,通过主动转杆,从而带动主动滚筒转动,通过主动滚筒从而带动传送带运动,通过传送带从而带动从动滚筒和从动转杆转动,从而实现传送带的循环运动,从而带动夹持组件在传送带上循环运动,且沿所述绝缘盘体与所述导电盘体构成的轴线方向上连续运动,通过启动第一驱动电机,从而带动第二皮带轮旋转,通过第二皮带轮和皮带从而带动第一皮带轮转动,从而带动缘盘体与导电盘体之间沿绝缘盘体与导电盘体构成的轴线上安装有多组阳极导电柱,且阳极导电柱之间安装有阳极导电管体,从而带动阳极导电柱和阳极导电管体沿绝缘盘体与导电盘体构成的轴线上做来回旋转运动,从而实现进行大批量生产中需要一组阳极导电管体对应多组被加工钻头,因此大批量高效的生产则生产成本会减低许多,促进了电镀加工钻头的广泛普及。
将阳极导电柱制作成与绝缘盘体与导电盘体构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,从而可以构成搅拌功能的搅拌叶,可以实现来回旋转搅拌,节省了再使用机械搅拌器来进行搅拌而导致的电能的浪费。
附图说明
图1为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的装置立体结构示意图;
图2为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的装置中正极组件以及正极驱动组件组合立体结构示意图;
图3为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的装置中传动组件、阴极组件、钻头夹持组件和传动机构立体结构示意图;
图4为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的装置中夹持组件立体结构示意图;
图5为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的装置主剖视图;
图6为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的图5中的A处结构放大图;
图7为按照本发明的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头及使用方法的一优选实施例的图5中的B处结构放大图。
图中:1-反应池,2-二氧化碳气体钢瓶,3-高压泵,4-直流电源组件,5-阳极组件驱动机构,6-阳极组件,7-电加热组件,8-传动机构,9-夹持组件,10-阴极电刷组件,11-绝缘盘体,12-导电盘体,13-阳极导电柱,14-阳极导电管体,15-第一皮带轮,16-皮带,17-第二皮带轮,18-第一驱动电机,19-主动转杆,20-从动转杆,21-主动滚筒,22-从动滚筒,23-传送带,24-第二驱动电机,25-固定柱,26-U型座,27-紧锁杆,28-夹持板,29-电加热板,30-封盖,31-挡雾板,32-插槽,33-插块,34-电加热器。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案,下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
在本实施例中,如图1所示,包括反应池1、二氧化碳气体钢瓶2、高压泵3和直流电源组件4,二氧化碳气体钢瓶2的出气端通过软管与高压泵3一端连接,高压泵3的另一端通过软管与反应池1内底部连通,反应池1上设有阳极组件驱动机构5,且通过阳极组件驱动机构5驱动位于反应池1内部的阳极组件6,反应池1上设有电加热组件7,反应池1内部沿阳极组件6轴向上设有传动机构8。
通过打开二氧化碳气体钢瓶2和高压泵3向反应池1内通入二氧化碳气体,通过阳极组件驱动机构5驱动位于反应池1内部的阳极组件6对被加工钻头进行加工,通过电加热组件7对反应池1内的溶液进行加热至合适的温度。
在本实施例中,如图1所示、图2、图3和图5所示,传动机构8位于阳极组件6的下方,传动机构8上设有夹持组件9和与传动机构8配合的阴极电刷组件10,阳极组件6包括位于反应池1一侧上的绝缘盘体11和位于反应池1与绝缘盘体11对应面一侧的导电盘体12,绝缘盘体11与导电盘体12之间沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上安装有多组阳极导电柱13,且阳极导电柱13之间安装有阳极导电管体14,阳极导电柱13为与绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,阳极导电管体14为沿轴向上断开的非连续型管体结构,导电盘体12通过导线与直流电源组件4的阳极电性连接,阴极电刷组件10通过导线与直流电源组件4的阴极电性连接,传动机构8带动夹持组件9上的钻头沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线方向上连续运动,阳极组件6沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上做来回旋转运动。
通过阳极组件驱动机构5驱动导电盘体12转动,通过绝缘盘体11与导电盘体12之间沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上安装有多组阳极导电柱13,且阳极导电柱13之间安装有阳极导电管体14,从而带动阳极导电柱13和阳极导电管体14沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上做来回旋转运动,通过传动机构8带动夹持组件9上的钻头沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线方向上连续运动,将阳极导电柱13制作成与绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,从而可以构成搅拌功能的搅拌叶,可以实现来回旋转搅拌,节省了再使用机械搅拌器来进行搅拌而导致的电能的浪费,阳极导电管体14为沿轴向上断开的非连续型管体结构,从而可以使其被加工钻头从断开处通过。
在本实施例中,如图2所示,阳极组件驱动机构5包括安装在导电盘体12位于反应池1外部一侧的第一皮带轮15,以及通过皮带16连接的第二皮带轮17,第二皮带轮17上安装有驱动第二皮带轮17转动的第一驱动电机18,阳极导电管体14为高2cm、直径3cm、厚度为2mm的圆柱状纯镍薄壁环,被加工钻头,的外壁与阳极导电管体14的内壁之间的距离为1cm。
通过启动第一驱动电机18,从而带动第二皮带轮17旋转,通过第二皮带轮17和皮带16从而带动第一皮带轮15转动,从而带动阳极组件6转动,通过将阳极导电管体14为高2cm、直径3cm、厚度为2mm的圆柱状纯镍薄壁环,被加工钻头,的外壁与阳极导电管体14的内壁之间的距离为1cm,可以更加有效的对被加工钻头进行电镀处理。
在本实施例中,如图3所示,传动机构8包括安装在反应池1两侧壁上的主动转杆19,主动转杆19位于靠近绝缘盘体11处,反应池1两侧壁上安装有从动转杆20,且主动转杆19与从动转杆20平行,从动转杆20位于靠近导电盘体12处,主动转杆19的外侧安装有主动滚筒21,从动转杆20的外侧安装有从动滚筒22,从动滚筒22与主动滚筒21外侧连接有传送带23,主动转杆19一端的端部位于反应池1外部且安装有第二驱动电机24,阴极电刷组件10与从动滚筒22接触。
通过启动第二驱动电机24,从而带动主动转杆19转动,通过主动转杆19,从而带动主动滚筒21转动,通过主动滚筒21从而带动传送带23运动,通过传送带23从而带动从动滚筒22和从动转杆20转动,从而实现传送带23的循环运动,从而带动夹持组件9在传送带23上循环运动,且通过阴极电刷组件10对与被加工钻头构成阴极连通性质。
本文中涉及到的主动滚筒21、从动滚筒22、固定柱25、U型座26、夹持板28、紧锁杆27和传送带23皆为金属材料,从动转杆20和主动转杆19皆为绝缘材料。
在本实施例中,如图4所示,夹持组件9包括安装在传送带23上的固定柱25,且固定柱25的顶部安装有U型座26,U型座26的一侧贯穿设有紧锁杆27,紧锁杆27位于U型座26内部的一端安装有夹持板28,U型座26与紧锁杆27螺纹连接。
通过将被加工钻头的端部放置在U型座26的内部,通过转动紧锁杆27从而推动夹持板28运动,通过推动夹持板28对被加工钻头的端部进行夹持。
在本实施例中,如图1和图5所示,电加热组件7包括安装在反应池1外壁的电加热器34和位于反应池1内夹层中的电加热板29,电加热器34通过导线与电加热板29电性连接,通过启动电加热器34从而带动电加热板29实现加热,从而对反应池1内部的溶液进行加热处理。
在本实施例中,如图7所示,反应池1底部设有封盖30,封盖30位于反应池1开口面处安装有多组挡雾板31,反应池1顶环部开设有插槽32,封盖30底部位于反应池1顶环部处安装有与插槽32相互配合的插块33,封盖30上开设有可以让高压泵3上的软管贯穿的通口,且通口与该软管之间通过橡胶环密封。
通过封盖30底部位于反应池1顶环部处安装有与插槽32相互配合的插块33来实现对反应池1的密封使其密封更加稳定,通过多组挡雾板31实现凝结的雾气聚集成水珠回流反应池1内,从而防止从封盖30处泄露。
在本实施例中,基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头使用方法,包括以下步骤:
预处理步骤:对被加工钻头的基体进行预先化学镀处理,在被加工钻头的基体表面镀上一层易于进行电沉积的金属,被加工钻头的基体进行预先化学镀处理进行电沉积的金属为纯铜或纯镍;
溶液配制步骤:将配置好的含纳米硬质颗粒和复合添加剂的二元体系电镀液加入反应池1中,向反应池1中通入二氧化碳气体,控制反应池1内的温度在35~70℃、压力在8~20MPa的范围内,形成以超临界二氧化碳乳化液为载体的三元电镀体系,电镀液为含硫酸镍和氯化镍的镍盐溶液;纳米硬质颗粒为直径30~60nm的金刚石纳米颗粒;复合添加剂为由十二烷基类化合物和醚类化合物组成的添加剂,的镍盐溶液的浓度为300~450g/L;纳米金刚石颗粒的浓度为1~20g/L;复合添加剂的浓度为0.1~2g/L,电镀液还包括浓度为30g/L~60g/L的作为电沉积缓释剂的硼酸,复合添加剂为由十二烷基硫酸钠和聚乙二醇三甲基壬基醚;十二烷基硫酸钠的浓度为0.2g/L,聚乙二醇三甲基壬基醚的浓度为0.8g/L;
电镀步骤:通过将被加工钻头的端部放置在U型座26的内部,通过转动紧锁杆27从而推动夹持板28运动,通过推动夹持板28对被加工钻头的端部进行夹持,通过启动第二驱动电机24,从而带动主动转杆19转动,通过主动转杆19,从而带动主动滚筒21转动,通过主动滚筒21从而带动传送带23运动,通过传送带23从而带动从动滚筒22和从动转杆20转动,从而实现传送带23的循环运动,从而带动夹持组件9在传送带23上循环运动,且沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线方向上连续运动,通过启动第一驱动电机18,从而带动第二皮带轮17旋转,通过第二皮带轮17和皮带16从而带动第一皮带轮15转动,从而带动缘盘体11与导电盘体12之间沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上安装有多组阳极导电柱13,且阳极导电柱13之间安装有阳极导电管体14,从而带动阳极导电柱13和阳极导电管体14沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上做来回旋转运动;
后处理步骤:电沉积完毕,通过后处理,得到所需性能要求的具有纳米复合镀层的钻头。
综上,在本实施例中,将被加工钻头的端部放置在U型座26的内部,通过转动紧锁杆27从而推动夹持板28运动,通过推动夹持板28对被加工钻头的端部进行夹持,通过启动第二驱动电机24,从而带动主动转杆19转动,通过主动转杆19,从而带动主动滚筒21转动,通过主动滚筒21从而带动传送带23运动,通过传送带23从而带动从动滚筒22和从动转杆20转动,从而实现传送带23的循环运动,从而带动夹持组件9在传送带23上循环运动,且沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线方向上连续运动,通过启动第一驱动电机18,从而带动第二皮带轮17旋转,通过第二皮带轮17和皮带16从而带动第一皮带轮15转动,从而带动缘盘体11与导电盘体12之间沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上安装有多组阳极导电柱13,且阳极导电柱13之间安装有阳极导电管体14,从而带动阳极导电柱13和阳极导电管体14沿绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线上做来回旋转运动,从而实现进行大批量生产中需要一组阳极导电管体14对应多组被加工钻头,因此大批量高效的生产则生产成本会减低许多,促进了电镀加工钻头的广泛普及,将阳极导电柱13制作成与绝缘盘体11与导电盘体12构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,从而可以构成搅拌功能的搅拌叶,可以实现来回旋转搅拌,节省了再使用机械搅拌器来进行搅拌而导致的电能的浪费。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上,仅为本发明进一步的实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内,根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变,都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,包括反应池(1)、二氧化碳气体钢瓶(2)、高压泵(3)和直流电源组件(4),所述二氧化碳气体钢瓶(2)的出气端通过软管与所述高压泵(3)一端连接,所述高压泵(3)的另一端通过软管与所述反应池(1)内底部连通,所述反应池(1)上设有阳极组件驱动机构(5),且通过所述阳极组件驱动机构(5)驱动位于所述反应池(1)内部的阳极组件(6),所述反应池(1)上设有电加热组件(7),其特征在于:所述反应池(1)内部沿所述阳极组件(6)轴向上设有传动机构(8),且所述传动机构(8)位于所述阳极组件(6)的下方,所述传动机构(8)上设有夹持组件(9)和与所述传动机构(8)配合的阴极电刷组件(10);
所述阳极组件(6)包括位于所述反应池(1)一侧上的绝缘盘体(11)和位于所述反应池(1)与所述绝缘盘体(11)对应面一侧的导电盘体(12),所述绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)之间沿所述绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)构成的轴线上安装有多组阳极导电柱(13),且所述阳极导电柱(13)之间安装有阳极导电管体(14);
所述阳极导电柱(13)为与所述绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)构成的轴线不等间距的曲型杆状结构,所述阳极导电管体(14)为沿轴向上断开的非连续型管体结构;
所述导电盘体(12)通过导线与所述直流电源组件(4)的阳极电性连接,所述阴极电刷组件(10)通过导线与所述直流电源组件(4)的阴极电性连接,所述传动机构(8)带动所述夹持组件(9)上的钻头沿所述绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)构成的轴线方向上连续运动,所述阳极组件(6)沿绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)构成的轴线上做来回旋转运动。
2.根据权利要求1所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述阳极组件驱动机构(5)包括安装在所述导电盘体(12)位于所述反应池(1)外部一侧的第一皮带轮(15),以及通过皮带(16)连接的第二皮带轮(17),所述第二皮带轮(17)上安装有驱动所述第二皮带轮(17)转动的第一驱动电机(18),所述阳极导电管体(14)为高2cm、直径3cm、厚度为2mm的圆柱状纯镍薄壁环,被加工钻头,的外壁与阳极导电管体(14)的内壁之间的距离为1cm。
3.根据权利要求1所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述传动机构(8)包括安装在所述反应池(1)两侧壁上的主动转杆(19),所述主动转杆(19)位于靠近所述绝缘盘体(11)处,所述反应池(1)两侧壁上安装有从动转杆(20),且所述主动转杆(19)与所述从动转杆(20)平行,所述从动转杆(20)位于靠近所述导电盘体(12)处,所述主动转杆(19)的外侧安装有主动滚筒(21),所述从动转杆(20)的外侧安装有从动滚筒(22),所述从动滚筒(22)与所述主动滚筒(21)外侧连接有传送带(23),所述主动转杆(19)一端的端部位于所述反应池(1)外部且安装有第二驱动电机(24),所述阴极电刷组件(10)与所述从动滚筒(22)接触。
4.根据权利要求3所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述夹持组件(9)包括安装在所述传送带(23)上的固定柱(25),且所述固定柱(25)的顶部安装有U型座(26),所述U型座(26)的一侧贯穿设有紧锁杆(27),所述紧锁杆(27)位于所述U型座(26)内部的一端安装有夹持板(28),所述U型座(26)与所述紧锁杆(27)螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述主动滚筒(21)、从动滚筒(22)、固定柱(25)、U型座(26)、夹持板(28)、紧锁杆(27)和传送带(23)皆为金属材料,所述从动转杆(20)和主动转杆(19)皆为绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述电加热组件(7)包括安装在所述反应池(1)外壁的电加热器(34)和位于所述反应池(1)内夹层中的电加热板(29),所述电加热器(34)通过导线与所述电加热板(29)电性连接。
7.根据权利要求1所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头,其特征在于:所述反应池(1)底部设有封盖(30),所述封盖(30)位于所述反应池(1)开口面处安装有多组挡雾板(31),所述反应池(1)顶环部开设有插槽(32),所述封盖(30)底部位于所述反应池(1)顶环部处安装有与所述插槽(32)相互配合的插块(33),所述封盖(30)上开设有可以让所述高压泵(3)上的软管贯穿的通口,且通口与该软管之间通过橡胶环密封。
8.根据权利要求1所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
预处理步骤:对被加工钻头的基体进行预先化学镀处理,在被加工钻头的基体表面镀上一层易于进行电沉积的金属;
溶液配制步骤:将配置好的含纳米硬质颗粒和复合添加剂的二元体系电镀液加入反应池(1)中,向反应池(1)中通入二氧化碳气体,控制反应池(1)内的温度在35~70℃、压力在8~20MPa的范围内,形成以超临界二氧化碳乳化液为载体的三元电镀体系;
电镀步骤:通过夹持组件(9)夹持住被加工钻头端部,通过传动组件(8)带动被加工钻头沿所述绝缘盘体(11)与所述导电盘体(12)构成的轴线方向上连续运动,通过阳极组件驱动机构(5)驱动阳极组件(6)围绕被加工钻头做来回旋转运动;
后处理步骤:电沉积完毕,通过后处理,得到所需性能要求的具有纳米复合镀层的钻头。
9.根据权利要求8所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头使用方法,其特征在于:溶液配制步骤中电镀液为含硫酸镍和氯化镍的镍盐溶液;纳米硬质颗粒为直径30~60nm的金刚石纳米颗粒;复合添加剂为由十二烷基类化合物和醚类化合物组成的添加剂,所述的镍盐溶液的浓度为300~450g/L;纳米金刚石颗粒的浓度为1~20g/L;复合添加剂的浓度为0.1~2g/L,电镀液还包括浓度为30g/L~60g/L的作为电沉积缓释剂的硼酸,所述复合添加剂为由十二烷基硫酸钠和聚乙二醇三甲基壬基醚;十二烷基硫酸钠的浓度为0.2g/L,聚乙二醇三甲基壬基醚的浓度为0.8g/L。
10.根据权利要求8所述的基于移动阴极的超临界复合电镀加工用钻头使用方法,其特征在于:预处理步骤中被加工钻头的基体进行预先化学镀处理进行电沉积的金属为纯铜或纯镍。
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