冷屏件電鑄設(shè)備的應(yīng)用研究

王海軍，師開鵬，靳志強(qiáng)，呂麒鵬

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

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冷屏件電鑄設(shè)備的應(yīng)用研究

王海軍，師開鵬，靳志強(qiáng)，呂麒鵬

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

摘要：針對(duì)鎳鈷合金性能的優(yōu)越性，設(shè)計(jì)了制備電鑄鎳鈷合金冷屏件的電鑄設(shè)備，還設(shè)計(jì)了制備均勻鎳鈷合金的陰極旋轉(zhuǎn)裝置。

關(guān)鍵詞：電鑄；冷屏件；設(shè)備；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，性能優(yōu)異的精密薄壁器件的應(yīng)用范圍將會(huì)不斷擴(kuò)大，而冷屏件就是精密薄壁器件的一種。目前對(duì)于精密薄壁器件的成型方法主要包括注塑成型、模具成型等，但這些成型方法有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不可靠，冷卻速度不均勻，脫模困難等一系列問題[1]，有必要對(duì)精密薄壁器件的成型工藝進(jìn)一步的優(yōu)化。常志等研究了電鑄銅的應(yīng)用研究，主要分析了電鑄銅的工藝以及影響電鑄銅產(chǎn)品質(zhì)量的因素[2]。以紅外探測(cè)器杜瓦組件的成型工藝為例，電鑄是目前加工此類零件最為理想的方法之一，國(guó)外甚至有專門的公司研制與生產(chǎn)這類關(guān)鍵部件，主要采用電鑄的方法[3]。電鑄作為一種精密薄壁器件的加工技術(shù)，其在很多地方得到了廣泛的應(yīng)用，包括儀器儀表、模具制造、電子工業(yè)以及納米材料制備等。

本文主要研究的是在可溶性芯模表面沉積鎳鈷合金并得到厚度均勻、表面光亮的薄壁鎳鈷合金鑄件的電鑄工藝設(shè)備，這種設(shè)備可以很好地制備均勻的電鑄鎳鈷合金冷屏件。

1電鑄工藝

電鑄是采用電沉積的方法，在芯模(陰極)上電沉積出一定厚度的金屬鑄層，然后通過脫模分離出金屬鑄層，從而獲得與芯模一樣的復(fù)制件的工藝過程[4]。電鑄是電鍍與冶金的綜合體，是電沉積技術(shù)的三大領(lǐng)域(電鍍、冶金、電鑄)之一。本文所研究的冷屏薄壁器件的電鑄工藝流程如圖1所示[5]。

圖1　冷屏件的電鑄工藝流程圖

2電鑄設(shè)備

2.1設(shè)備總體結(jié)構(gòu)

柜體是半封閉結(jié)構(gòu)形式的，采用耐酸堿的聚丙烯(PP)板焊接而成；柜體前后裝有設(shè)備維修門，且前面部分還包括透明PVC材質(zhì)制作的推拉門，可以很好地觀察到設(shè)備工藝槽工作的基本情況；柜體頂部裝有排風(fēng)裝置，可將揮發(fā)性腐蝕氣體及時(shí)地排出柜體；柜內(nèi)裝有高純氮?dú)鈽尯透呒兯畼?，用于進(jìn)行柜體殘留腐蝕液的沖洗及干燥；柜體的側(cè)板裝有散熱裝置，以免柜體內(nèi)部的溫度太高，損壞電器原器件。柜體的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　柜體的總結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2工藝槽設(shè)計(jì)

根據(jù)冷屏件電鑄鎳的工藝，電鑄鎳鈷工藝槽包括陰極旋轉(zhuǎn)裝置、象形陽(yáng)極、勻流板、儲(chǔ)液槽、循環(huán)過濾裝置等。陰極旋轉(zhuǎn)裝置可以更好地保持冷屏件的電鑄鎳鈷的均勻性；象形陽(yáng)極就是使得陽(yáng)極與冷屏件各處距離相等，電流分布均勻的陽(yáng)極；勻流板可以更好地將循環(huán)泵送上的液體緩慢地充滿槽內(nèi)；電鑄工藝槽采用的是子母結(jié)構(gòu)的形式，電鑄過程中的溶液較為均勻；電鑄工藝槽如圖3所示。

圖3　電鑄工藝槽示意圖

2.3控制系統(tǒng)

冷屏件電鑄設(shè)備控制系統(tǒng)由PLC進(jìn)行控制，設(shè)備具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，觸摸屏操作，工藝槽參數(shù)可以獨(dú)立設(shè)定，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，功能全面?？刂泼姘迦鐖D4所示。

圖4　控制系統(tǒng)示意圖

3結(jié)束語(yǔ)

電鑄鎳鈷合金技術(shù)在制造具有復(fù)雜型面、微細(xì)形貌、尺寸精密、薄壁零件等方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性，本文所研究的電鑄鎳鈷合金設(shè)備可以很好地制備復(fù)雜形貌的冷屏件，為以后制備更精確的電鑄鎳鈷合金提供了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊松.小型精密薄壁塑件注射模設(shè)計(jì)方法探討[J].模具制造，2007(11)：22-23.

[2]常志，靳志強(qiáng)，張峰，等.電鑄銅的應(yīng)用研究[J].山西電子技術(shù)，2015(3)：84-85.

[3]裴和中，李雪，黃攀，等.鎳鈷合金電鑄精密薄壁件的研究現(xiàn)狀及展望[J].熱加工工藝，2013，42(21)：13-15.

[4]Ehrfeld W.Electrochemistry and Microsysterms[J].Electrochimica Acta,2003,48(20-22):2857-2868.

[5]裴和中，周世平，余建樹，等.電鑄鎳鈷合金制取薄壁零件的方法：中國(guó)，201210095159.7[P].2012.04.01.

Application Research on Electroforming Equipment of Cold-shield Material

Wang Haijun, Shi Kaipeng, Jin Zhiqiang, Lv Qingpeng

(The2ndResearchInstituteofCETC,TaiyuanShanxi030024,China)

Abstract:In allusion to the superiority of alnico performance，the electroforming equipment is designed in the article. Cold-shield material can be prepared by using the electroforming equipment. What’s more, the cathode circumrotating fitting is designed. The depth of alnico is equal by using the cathode circumrotating fitting.

Key words:electroforming; cold-shield material; equipment; design of structure

收稿日期：2016-03-07

作者簡(jiǎn)介：王海軍(1987- )，男，山西朔州人，助理工程師，碩士，主要從事表面處理專用設(shè)備的研發(fā)。

文章編號(hào)：1674- 4578(2016)03- 0079- 01

中圖分類號(hào)：TQ153.4；TP29

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A