一种电解加工表面微织构的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108274083A(43)申请公布日2018.07.13(21)申请号201711447587.0(22)申请日2017.12.27(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人王玉峰张文武(74)专利代理机构北京元周律知识产权代理有限公司11540代理人王惠(51)Int.Cl.B23H3/00(2006.01)B23H3/06(2006.01)B23H9/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种电解加工表面微织构的方法(57)摘要本申请公开了一种电解加工表面微织构的方法，其特征在于，所述方法包含工具阴极、电解加工电源、电解液、激光光束发生器；所述工具阴极包含光导电层和透明导电层。该方法利用光导电层和透明导电层组成的工具阴极实现表面微织构的电解加工，具有表面微织构轮廓实时可控，无需涂胶、光刻、曝光等复杂过程，针对不同表面微织构加工无需更换工具阴极，可对任意曲面工件表面加工微织构等优点。CN108274083ACN108274083A权利要求书1/2页1.一种电解加工表面微织构的方法，其特征在于，所述方法包含工具阴极、电解加工电源、激光光束发生器；所述工具阴极包含光导电层和透明导电层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括电解液，加工过程至少包括以下步骤：a1)将工具阴极和工件表面保持初始加工间隙d；所述工具阴极与工件表面之间的加工间隙d为0.01～0.1mm；优选地，所述工具阴极的外形选自平板、弧形或任意曲率；b1)电解液从侧面进入并充满加工间隙；c1)激光光束通过扫描振镜，通过透光导电层在光导电层表面扫描设定的轮廓；所述步骤b1)和步骤c1)可互换顺序；d1)电解加工电源正极与工件连接，负极与工具阴极中的透明导电层连接，导电层导电部分端面对应的工件表面材料被电解蚀除，实现微细电解加工，得到表面微织构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括电铸液，加工过程至少包括以下步骤：a2)将工具阴极和工件表面保持初始加工间隙d；所述工具阴极与工件表面之间的加工间隙d为0.01～0.1mm；优选地，所述工具阴极的外形选自平板、弧形或任意曲率；b2)电铸液从侧面进入并充满加工间隙；c2)激光光束通过扫描振镜，通过透光导电层在光导电层表面扫描设定的轮廓；所述步骤b2)和步骤c2)可互换顺序；d2)电解加工电源为电解沉积电源，其负极与工件连接，正极与工具阴极中的透明导电层连接，导电层导电部分端面对应的工件表面材料被电解沉积，实现表面微细三维结构的增材制造。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光导电层的材料选自光导电高分子材料；所述透明导电层是包括氧化铟锡材料的薄层；优选地，所述透明导电层和光导电层的结合方法为机械连接或粘接；优选地，所述光导电高分子材料选自聚乙烯咔唑结构的光导聚合物、酞菁类小分子有机化合物；优选地，所述光导电高分子材料选自聚乙烯咔唑-硝基芴铜体系光导电高分子材料。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光导电层设计为包含大量相互隔离的微单元矩阵；所述微单元的尺度选自微米尺度、亚微米尺度或纳米尺度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解加工电源选自直流电源或高频脉冲电源中的一种。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解液选自酸性电解液、中性盐溶液中的至少一种；优选地，所述酸性电解液选自低浓度硫酸溶液或盐酸溶液中的至少一种；优选地，所述中性盐溶液选自硝酸钠溶液、氯化钠溶液、硫酸钠溶液中的至少一种。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光光束发生器选自固体激光器、气2CN108274083A权利要求书2/2页体激光器或半导体激光器中的一种；所述激光光束发生器通过计算机控制激光光束的重复频率、能量参数。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光光束通过扫描振镜和平场聚焦透镜在工具阴极表面扫描；所述激光光束通过计算机控制扫描速率、重叠率和扫描方式。10.权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法是基于激光扫描柔性模板的表面微织构微细电解加工方法。3CN108274083A说明书1/5页一种电解加工表面微织构的方法技术领域[0001]本申请涉及一种基于可编程柔性模板的表面微织构微细电解加工技术，属于精密、微细特种加工领域。背景技术[0002]表面织构技术是指通过一定的加工方法将平整的零件表面加工为具有一定几何形状、尺寸和分布的凹坑、凹痕和凸起等非光滑表面，从而达到改变零件表面性能的一项技术。具有微/纳尺度的表面织构，尤其是金属表面的微织构在摩擦学、热能交换、生物