CN111791026A

CN111791026A - 一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件

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Publication number: CN111791026A
Application number: CN202010541699.8A
Authority: CN
Inventors: 蓝晓瑞; 武顺领; 李金吾; 袁创兴; 李祥明
Original assignee: Shenzhen Genzoo Mould Co ltd
Current assignee: Shenzhen Genzoo Mould Co ltd
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-10-20

Abstract

本发明公开了一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，包括牺牲层、结构层和微薄器件，所述牺牲层上侧设有结构层，结构层上侧设有微薄器件。本发明不仅实现单层微薄型金属器件的成型，使厚度在50微米以下的超微薄金属器件加工变为可能；并且可以完成具有凹腔、凸台、悬空结构的设计，结合超精密机加工，在实现成型的基础上保证了微器件的面型与尺寸精度、表面光洁度，使其在市场中有更大的使用价值与设计可能。

Description

一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件

技术领域

本发明涉及微机械加工技术领域，具体是一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件。

背景技术

传统加工超微薄型金属器件的方法，一般为光刻，磨床加工，线切割加工，或冲压加工，但是以上加工工艺在外形尺寸与器件厚度上有一定的局限性。若想加工厚度小于50微米的超微薄型器件，要么无法实现成型；要么尺寸精度难以把控；要么容易变形，光洁度达不到设计要求。如何既满足面型尺寸精度又保证表面光洁度，是目前加工业界的难题。

还有，由于材料的局限性，目前金属器件的结构层可使用的材料为：镍、锌，其硬度受到限制，目前能够做到的最高硬度是HRC38°。因此，本发明提供了一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，目的是开辟微薄型金属器件加工工艺的新道路，为我国内超薄精密零件的加工提供了新思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，包括牺牲层、结构层和微薄器件，所述牺牲层上侧设有结构层，结构层上侧设有微薄器件。

作为本发明进一步的方案，所述结构层通过电铸工艺覆盖在牺牲层上。

作为本发明再进一步的方案，所述微薄器件的厚度小于50微米。

作为本发明再进一步的方案，一种金属器件的制备工艺，制备具体工艺流程如下：

(一)、首先通过精密机加工，加工出与所需微薄器件结构相反的铜公，作为牺牲层；

(二)、然后，在牺牲层上电铸一层结构层，结构层全覆盖于牺牲层；

(三)、再利用精密机加工调整面型精度；

(四)、最后，利用化学腐蚀原理去除牺牲层，保留结构层的材料，从而获得完整金属的微薄器件。

作为本发明再进一步的方案，所述步骤(一)中通公的型腔高度需略大于器件本身的厚度。

作为本发明再进一步的方案，所述制备工艺能广泛应用于具有凹腔、凸台或悬空结构的金属微薄器件的制备中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明不仅实现单层微薄型金属器件的成型，使厚度在50微米以下的超微薄金属器件加工变为可能，并且可以完成具有凹腔、凸台、悬空结构的设计；结合超精密机加工，在实现成型的基础上保证了微器件的面型与尺寸精度、表面光洁度，使其在市场中有更大的使用价值与设计可能。

2、本发明中精铸模具针经过多次的技术开发与工艺改良，利用超精密机加工与电铸不同功能层的工艺相结合的方法，不但可以实现成型，甚至可加工厚度小于20微米的超微薄金属器件，而器件的光洁度可达到Ra50nm，精度高且不易变形。

3、本发明针对性解决了超微薄型金属器件加工成型的难题，创新性的提出的超精密机加工与牺牲层工艺相结合的方法，在目前的微器件加工领域独树一帜，为我国内超薄精密零件的加工提供了新思路，另外加工成型的精度、光洁度、效率远胜于现有的各种微型制造工艺，促进推动我国微机械加工技术的研发与进程。

附图说明

图1为一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件的结构示意图。

图2为一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件的正视结构示意图。

图3为一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件的立体结构示意图。

图4为一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件的流程图。

图中：1、牺牲层；2、结构层；3、微薄器件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，包括牺牲层1、结构层2和微薄器件3，所述结构层2通过电铸工艺覆盖在牺牲层1上，所述牺牲层1上端电铸一层结构层2，结构层2上侧设有微薄器件3，所述微薄器件3的厚度小于50微米。

进一步的，一种金属器件的制备工艺，制备上述所述的微薄型金属器件，具体工艺流程如下：

(一)、首先通过精密机加工，加工出与所需微薄器件3结构相反的铜公，作为牺牲层1，型腔高度需略大于器件本身的厚度；

(二)、然后，在牺牲层1上电铸一层结构层2，结构层2全覆盖于牺牲层1；

(三)、再利用精密机加工调整面型精度；

(四)、最后，利用化学腐蚀原理去除牺牲层1，保留结构层2的材料，从而获得完整金属的微薄器件3。

进一步的，上述所述的制备工艺能广泛应用于具有凹腔、凸台或悬空结构的金属微薄器件的制备中。

本发明采用电铸工艺、精密机加工与牺牲层工艺三者相结合的方式，可完成具有凸台或凹腔结构的超微薄型精密零件制备，且超微薄型精密零件制备的厚度能达到20微米以下。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，包括牺牲层(1)、结构层(2)和微薄器件(3)，其特征在于，所述牺牲层(1)上侧设有结构层(2)，结构层(2)上侧设有微薄器件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，其特征在于，所述结构层(2)通过电铸工艺覆盖在牺牲层(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种通过电铸与精密机加工工艺制成的微薄型金属器件，其特征在于，所述微薄器件(3)的厚度小于50微米。

4.一种金属器件的制备工艺，制备如权利要求1-3中任一项所述的微薄型金属器件，其特征在于，具体工艺流程如下：

(一)、首先通过精密机加工，加工出与所需微薄器件(3)结构相反的铜公，作为牺牲层(1)；

(二)、然后，在牺牲层(1)上电铸一层结构层(2)，结构层(2)全覆盖于牺牲层(1)；

(三)、再利用精密机加工调整面型精度；

(四)、最后，利用化学腐蚀原理去除牺牲层(1)，保留结构层(2)的材料，从而获得完整金属的微薄器件(3)。

5.根据权利要求4所述的一种金属器件的制备工艺，其特征在于，所述步骤(一)中通公的型腔高度需略大于器件本身的厚度。

6.根据权利要求4所述的一种金属器件的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺能广泛应用于具有凹腔、凸台或悬空结构的金属微薄器件的制备中。