專(zhuān)利名稱：用可溶性模具制造純金屬腔體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬於電化學(xué)領(lǐng)域中的制造純金屬(如金、銀、銅、鉻、等)腔體結(jié)構(gòu)的一種行之有效的方法。
本方法發(fā)明之前，從未見(jiàn)到過(guò)用可溶性模具制造純金屬腔體結(jié)構(gòu)的報(bào)道。
在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)中，常常用到形狀復(fù)雜的金屬腔體結(jié)構(gòu)，而這種腔體結(jié)構(gòu)，用機(jī)械加工的方法制造是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。過(guò)去只有采用焊接的方法，把幾個(gè)加工好的單元件焊在一起，構(gòu)成所需要的形狀復(fù)雜的金屬腔體結(jié)構(gòu)。這種辦法加工費(fèi)昂貴、加工周期長(zhǎng)、精度低下，往往不能滿足使用要求。
本發(fā)明的目的在于用電化學(xué)的辦法，采用可溶性模具制造形狀復(fù)雜的金屬腔體結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)用機(jī)械加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的、高精度的形狀復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)，滿足科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)上的應(yīng)用。可大大節(jié)省原材料和加工費(fèi)用，同時(shí)也大大縮短加工周期，能及時(shí)提供用戶使用并帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容如圖1和圖2所示，首先是選擇加工性能好的可溶性材料制做模具，圖1之(4)所示的，是我們要制造的、用機(jī)械加工是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的、單一純金屬腔體結(jié)構(gòu)。要達(dá)到這個(gè)目的，首先要制作圖1之(1)所示的一個(gè)可溶性模具(能溶解于某種溶液)，并使其表面具備一定的光潔度，然后對(duì)模具進(jìn)行表面處理，包括模具表面的除油和清洗，敏化處理、活化處理和還原處理。對(duì)可溶性模具表面處理過(guò)后，立即進(jìn)行金屬的化學(xué)鍍，如圖1之(2)所示，化學(xué)鍍液的主要成份是被鍍金屬的鹽類(lèi)。圖1之(2)剖面部份表示模具，模具外側(cè)的部份，就是所鍍的金屬膜層。將金屬膜層進(jìn)行表面水沖洗處理后，再進(jìn)行電鍍，通過(guò)電鍍使化學(xué)鍍的金屬膜層加厚到所要求的厚度，由圖1之(3)所示。電鍍液的主要成份也是被鍍金屬的鹽類(lèi)，陽(yáng)極是要鍍的純金屬材料，陰極電流密度要保持適宜，電鍍不同的金屬，選擇的陰極電流密度值是不同的。電鍍加厚的金屬層表面，可根據(jù)需要或其形狀的要求進(jìn)行拋光處理，最后將模具浸泡在所選定的能溶解模具材料的溶劑中溶解，得到圖1之(4)所示的用機(jī)械加工無(wú)法得到的單一的純金屬腔體結(jié)構(gòu)。
有的形狀復(fù)雜的純金屬腔體結(jié)構(gòu)的制造，需要制作兩個(gè)或兩個(gè)以上的可溶性模具，模具的個(gè)數(shù)是由要制造的腔體結(jié)構(gòu)和工藝流程以及單件模具加工的可能性確定的。圖2是需作兩個(gè)可溶性模具的純金屬腔體結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。圖2之(13)是我們要制造的腔體結(jié)構(gòu)示意圖，制造這個(gè)腔體結(jié)構(gòu)，需做兩種可溶性模具，第一種可溶性模具如圖2之(5)所示，第二種可溶性模具如圖2之(9)所示，圖2之(5)所示的可溶性模具經(jīng)過(guò)表面處理(與圖1之(1)所示模具的表面處理要求完全一致)后進(jìn)行化學(xué)鍍，如圖2之(6)所示(與圖1之(2)所示的化學(xué)鍍要求完全一樣)，化學(xué)鍍后進(jìn)行清洗，再進(jìn)行電鍍加厚，如圖2之(7)所示(與圖1之(3)所示的電鍍要求完全一樣)，然后對(duì)電鍍加厚的純金屬腔體表面進(jìn)行加工、拋光，根據(jù)需要，某些面要完全磨掉，如圖2之(8)所示。把第二種可溶性模具如圖2之(9)與用第一種可溶性模具得到的腔體結(jié)構(gòu)圖2之(8)匹配成為一體，如圖2之(10)所示，在對(duì)其進(jìn)行第二次化學(xué)鍍前的表面處理之后，進(jìn)行化學(xué)鍍，如圖2之(11)所示，再進(jìn)行電鍍加厚到所要求的厚度如圖2之(12)所示，并對(duì)電鍍加厚層進(jìn)行拋光，最后進(jìn)行可溶性模具的溶化，可溶性模具溶解后，就獲得了圖2之(13)所示的要制造的純金屬腔體結(jié)構(gòu)。
用兩個(gè)或兩個(gè)以上可溶性模具制造形狀復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)，其制造工藝流程并不是一成不變的，有的采用如圖2所示的工藝流程，有的把兩種或兩種以上可溶性模具先粘成一體再進(jìn)行化學(xué)鍍前處理，至電鍍加厚，再?gòu)?fù)合另一種可溶性模具直至復(fù)雜腔體結(jié)構(gòu)制造完成。
形狀復(fù)雜的純金屬腔體結(jié)構(gòu)的制造，是根據(jù)電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)的，首先是選擇加工性能好的可溶性材料制作模具，對(duì)模具進(jìn)行化學(xué)鍍前的表面處理，使之能鍍上一層金屬，在這層金屬的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行中鍍加厚到所要求的厚度，對(duì)模具溶解后即獲得所要制造的純金屬腔體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的積極效果用機(jī)械加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的形狀復(fù)雜的金屬腔體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明方法都能實(shí)現(xiàn)，并能最大限度的滿足使用要求，同時(shí)省錢(qián)、省事、省時(shí)間、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是一個(gè)可溶性模具的簡(jiǎn)單純金屬腔體結(jié)構(gòu)制造方法流程示意圖，圖2是兩個(gè)可溶性模具的純金屬腔體結(jié)構(gòu)制造方法流程圖。摘要附圖采用圖1。
最佳實(shí)施例以制造銅腔體結(jié)構(gòu)為例，可溶性模具材料選擇丙烯腈——丁二烯——笨乙烯共聚物，用堿性清洗液除油和清洗，溫度為50℃以上，然后再用常規(guī)的方法進(jìn)行敏化處理、活化處理、還原處理?；瘜W(xué)鍍銅溶液的配比為硫酸銅5克/升、氫氧化鈉10克/升、酒石酸鉀納20克/升、甲醛5克/升、化學(xué)鍍銅的溫度為12℃-30℃、時(shí)間為2分至50分鐘，電鍍加厚液的配比為硫酸銅100克/升、硫酸50克/升、電流密度為0.001A/cm2，電鍍時(shí)間的長(zhǎng)短是由鍍層的厚度決定的，鍍層厚度與時(shí)間成正比，可溶性溶解液采用環(huán)己酮。
權(quán)利要求
1.用可溶性模具制造純金屬腔體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于制造純金屬(如金、銀、銅、鉻、等)復(fù)雜腔體結(jié)構(gòu)，制作圖1之(1)所示的一個(gè)可溶性模具，并對(duì)其表面進(jìn)行處理，處理之后，立即進(jìn)行金屬的化學(xué)鍍，化學(xué)鍍液的主要成份是被鍍金屬的鹽類(lèi)。將金屬層表面清潔處理后，再進(jìn)行電鍍，通過(guò)電鍍使化學(xué)鍍的金屬層加厚到所要求的厚度，電鍍液的主要成份也是被鍍金屬的鹽類(lèi)，陰極電流密度要選擇適宜，電鍍加厚的金屬層表面，根據(jù)需要和形狀要求進(jìn)行拋光，最后將模具浸泡在所選定的能溶解模具材料的溶劑中溶解，得到圖1之(4)所示的純金屬腔體結(jié)構(gòu)；形狀復(fù)雜的純金屬腔體結(jié)構(gòu)的制造，有的需要做兩個(gè)或兩個(gè)以上的可溶性模具，模具的個(gè)數(shù)是由要制造的腔體結(jié)構(gòu)和制造工藝流程以及單件模具加工的可能性確定的，制造需做兩種可溶性模具的腔體結(jié)構(gòu)時(shí)，如圖2之(13)所示，先做第一種可溶性模具的腔體結(jié)構(gòu)，直到電鍍加厚到所要求的厚度為止，如圖2之(8)所示，再進(jìn)行表面拋光，把經(jīng)過(guò)表面化學(xué)鍍前處理的第二種模具如圖2之(9)與用第一種可溶性模具得到的腔體結(jié)構(gòu)圖2之(8)匹配成為一體，如圖2之(10)所示，進(jìn)行化學(xué)鍍、再進(jìn)行電鍍加厚到所要求的厚度，對(duì)電鍍加厚層進(jìn)行拋光，最后對(duì)可溶性模具進(jìn)行溶解，就獲得圖2之(13)所示的要制造的兩種可溶性模具的純金屬腔體結(jié)構(gòu)；用兩個(gè)或兩個(gè)以上可溶性模具制造形狀復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)，其工藝流程并非一成不變的，有的采用如圖2所示的流程，有的把兩個(gè)或兩個(gè)以上的可溶性模具先粘在一體，再進(jìn)行化學(xué)鍍前處理，至電鍍加厚拋光，再?gòu)?fù)合其他種可溶性模具，至形狀復(fù)雜腔體結(jié)構(gòu)制造完成。
全文摘要
用可溶性模具制造純金屬腔體結(jié)構(gòu)的方法,是根據(jù)電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)的,首先是選擇機(jī)械加工性能好的可溶性材料制做模具,對(duì)模具進(jìn)行化學(xué)鍍前的表面處理,使通過(guò)化學(xué)鍍鍍上一層金屬層,在這層金屬的基礎(chǔ)上再進(jìn)行電鍍加厚到所要求厚度,對(duì)可溶性模具溶解后,即獲得用機(jī)械加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的形狀復(fù)雜的純金屬腔體結(jié)構(gòu)并能最大限度地滿足使用精度要求,同時(shí)節(jié)省原材料,節(jié)省時(shí)間,具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C23C6/00GK1180760SQ9612222
公開(kāi)日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1996年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月23日
發(fā)明者金軫裕 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所