冷屏件电铸设备的应用研究

王海军，师开鹏，靳志强，吕麒鹏

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)



冷屏件电铸设备的应用研究

王海军，师开鹏，靳志强，吕麒鹏

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

摘要：针对镍钴合金性能的优越性，设计了制备电铸镍钴合金冷屏件的电铸设备，还设计了制备均匀镍钴合金的阴极旋转装置。

关键词：电铸；冷屏件；设备；结构设计

随着科学技术水平的不断发展，性能优异的精密薄壁器件的应用范围将会不断扩大，而冷屏件就是精密薄壁器件的一种。目前对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，但这些成型方法有结构设计不可靠，冷却速度不均匀，脱模困难等一系列问题[1]，有必要对精密薄壁器件的成型工艺进一步的优化。常志等研究了电铸铜的应用研究，主要分析了电铸铜的工艺以及影响电铸铜产品质量的因素[2]。以红外探测器杜瓦组件的成型工艺为例，电铸是目前加工此类零件最为理想的方法之一，国外甚至有专门的公司研制与生产这类关键部件，主要采用电铸的方法[3]。电铸作为一种精密薄壁器件的加工技术，其在很多地方得到了广泛的应用，包括仪器仪表、模具制造、电子工业以及纳米材料制备等。

本文主要研究的是在可溶性芯模表面沉积镍钴合金并得到厚度均匀、表面光亮的薄壁镍钴合金铸件的电铸工艺设备，这种设备可以很好地制备均匀的电铸镍钴合金冷屏件。

1电铸工艺

电铸是采用电沉积的方法，在芯模(阴极)上电沉积出一定厚度的金属铸层，然后通过脱模分离出金属铸层，从而获得与芯模一样的复制件的工艺过程[4]。电铸是电镀与冶金的综合体，是电沉积技术的三大领域(电镀、冶金、电铸)之一。本文所研究的冷屏薄壁器件的电铸工艺流程如图1所示[5]。

图1　冷屏件的电铸工艺流程图

2电铸设备

2.1设备总体结构

柜体是半封闭结构形式的，采用耐酸碱的聚丙烯(PP)板焊接而成；柜体前后装有设备维修门，且前面部分还包括透明PVC材质制作的推拉门，可以很好地观察到设备工艺槽工作的基本情况；柜体顶部装有排风装置，可将挥发性腐蚀气体及时地排出柜体；柜内装有高纯氮气枪和高纯水枪，用于进行柜体残留腐蚀液的冲洗及干燥；柜体的侧板装有散热装置，以免柜体内部的温度太高，损坏电器原器件。柜体的总体结构如图2所示。

图2　柜体的总结结构示意图

2.2工艺槽设计

根据冷屏件电铸镍的工艺，电铸镍钴工艺槽包括阴极旋转装置、象形阳极、匀流板、储液槽、循环过滤装置等。阴极旋转装置可以更好地保持冷屏件的电铸镍钴的均匀性；象形阳极就是使得阳极与冷屏件各处距离相等，电流分布均匀的阳极；匀流板可以更好地将循环泵送上的液体缓慢地充满槽内；电铸工艺槽采用的是子母结构的形式，电铸过程中的溶液较为均匀；电铸工艺槽如图3所示。

图3　电铸工艺槽示意图

2.3控制系统

冷屏件电铸设备控制系统由PLC进行控制，设备具有手动/自动切换功能，触摸屏操作，工艺槽参数可以独立设定，系统自动化程度高，运行稳定可靠，功能全面。控制面板如图4所示。

图4　控制系统示意图

3结束语

电铸镍钴合金技术在制造具有复杂型面、微细形貌、尺寸精密、薄壁零件等方面具有独特的优越性，本文所研究的电铸镍钴合金设备可以很好地制备复杂形貌的冷屏件，为以后制备更精确的电铸镍钴合金提供了基础。

参考文献

[1]杨松.小型精密薄壁塑件注射模设计方法探讨[J].模具制造，2007(11)：22-23.

[2]常志，靳志强，张峰，等.电铸铜的应用研究[J].山西电子技术，2015(3)：84-85.

[3]裴和中，李雪，黄攀，等.镍钴合金电铸精密薄壁件的研究现状及展望[J].热加工工艺，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，余建树，等.电铸镍钴合金制取薄壁零件的方法：中国，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

作者简介：王海军(1987- )，男，山西朔州人，助理工程师，硕士，主要从事表面处理专用设备的研发。

文章编号：1674- 4578(2016)03- 0079- 01

中图分类号：TQ153.4；TP29

文献标识码：A