[发明专利]一种U型贯穿通道的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种U型贯穿通道的加工方法，其属于特种加工领域。

背景技术

与传统机械加工方法相比，电铸具备以下优点：（1）具有极高的复制能力与重复精度；（2）可成形零件形状和尺寸范围广；（3）电铸零件的材料性能可控；（4）生产成本低。目前用电铸的方法制造液体火箭发动机推力室结构是最有效的工艺途径，而且电铸工艺技术被广泛应用于航空航天、汽车、电器制造等众多工业产品制造中。

U形通道结构广泛应用于航空航天、汽车发动机、制冷设备等的热交换结构中。其结构的主要制造方法主要依靠焊接、机械加工等方法成形。液氢液氧火箭发动机推力室身部采用U形冷却通道的圆周阵列结构。其内壁为肋条和沟槽相间的铣槽结构，外壁分别采用电铸一薄层铜和一厚层镍工艺成形，形成带有冷却通道的夹层结构，夹层内的通道中流有冷却剂，对推力室身部内壁进行冷却，防止内壁烧蚀。在推力室身部外壁电铸成形后，需借助机加工铣削、电火花等，加工出冷却通道的槽形进出口，形成U形贯穿通道结构。但是，电火花加工和传统机械加工效率低，加工周期长，生产成本高；而且，在推力室身部内壁电铸后，其基体上的沟槽和肋的结构特征被电铸覆盖层包裹，加之内壁在电铸过程中受沉积层内应力的影响会产生微小变形，预留的定位基准会有偏移，使孔槽的电铸后加工难以精准定位。

综上确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足，因此，本专利提出一种U型贯穿通道的加工方法，使通道进出口直接电铸成形，避免后续加工，可以有效提高生产效率和生产成本。

发明内容

本发明提供一种U型贯穿通道的加工方法，以解决异型复杂贯穿通道的加工难题，提高结构性能，为异型结构设计提供参考。

本发明采用如下技术方案：一种U型贯穿通道的加工方法，其包括如下步骤：

步骤一：工件电铸之前，在基体外表面机械加工或电火花加工出沟槽，所述沟槽与待加工出的U型贯穿通道的断面具有相同结构；

步骤二：在基体沟槽内预先填充可去除的填充物，填充物材料为低熔点合金或其它低熔点材料，或者为能溶解去除的非金属材料，或者为不溶性材料，填充方法为整体预成形或即时填充凝固，其中进出口位置采用与沟槽内填充整体预成形或两端凸起拼接成形的方式成形填充物；

步骤三：在镶嵌好填充物的基体外表电铸一层电铸覆盖层，所述填充物两端凸起露出电铸后的电铸覆盖层；

步骤四：电铸完成后，将填充物以加热融化或溶解或者拔出方式去除，形成U型贯穿通道。

所述步骤一中基体沟槽结构和材料能够通过电铸工艺制造，如金属铜、镍、合金、金属基复合材料。

所述步骤二中填充物的材料为低熔点合金或其它低熔点材料时，两端凸起采用拼接的方式或者采用溶解物或熔化物进行即时填充凝固的填充物，当填充方法为整体预成形时，利用注塑、铸造工艺，加工出具有合格形状尺寸的填充物，所述填充物的尺寸根据基体沟槽的尺寸决定，所述填充物的宽度尺寸与沟槽尺寸成间隙配合，最后用液态可溶材料密封侧壁。

所述在步骤三中，当步骤二中采用非金属材料作为填充物时，电铸前需要对填充后的沟槽表面进行导电化处理，导电化采用表面涂覆导电层的方法或者采用在填充物内混杂导电金属粉而提高填充物导电性的方法。

所述电铸结构件上直接电铸成形孔洞。

所述通道阵列一次性构造成型，进而避免通道断面形状尺寸和走向路径以及通道排布方向和数量的限制。

本发明具有如下有益效果：

（1）．本发明U型贯穿通道的加工方法，使通道进出口直接电铸成形，避免后续加工，可以有效提高生产效率和生产成本；

（2）．本发明能构造不同截面和尺寸的U形贯穿通道，可以一次性构造通道阵列，不受通道断面形状和走向路径以及通道排布方向和数量的限制；

（3）．本发明中的电铸和填充方法还可用于电铸结构件上孔洞的直接电铸成形，填充物溶解去除后可的得到成形的盲孔或通孔。

附图说明

图1 为基体沟槽结构示意图。

图2 为基体沟槽填充示意图。

图3 为电铸覆盖层加工成形后结构示意图。

图4 为去除填充物后形成的U形贯穿通道示意图。

图5 为回转体表面U形贯穿通道示意图。

图6 为电铸零件上直接电铸成形的孔洞示意图。

图7 为不同形状基体的通道阵列。

其中：