[发明专利]一种锥形磁场与电场复合的定域沉积加工装置

摘要

本发明公开了一种锥形磁场与电场复合的定域沉积加工装置，通过在电沉积系统的阳极和阴极间施加一个倒圆锥形磁场，使沉积离子在受到电场力驱动向阴极运动过程中，同时受磁场作用产生洛伦兹力；沉积离子在电场和磁场的共同作用下沿磁感线方向做螺旋前进运动，从而提高电沉积的定域性。加入磁场后还可以加快液相传质，提高沉积速度，减少反应气泡停留在沉积表面的时间，细化晶粒，提高沉积质量。本发明适用于对微机械或微电子机械系统中微细金属零件的加工制造，也可用于微小型零件的修复和表面强化，属于微细快速成型加工领域。

主权项

1.一种锥形磁场与电场复合的定域沉积加工装置，其特征在于：包括工件加工系统、磁场发生装置、工作液循环系统和控制系统；所述工件加工系统包括X‑Y‑Z工作台(5)、悬臂支架(4)、阳极柱(6)、阴极基板(10)、工作槽(11)、脉冲电源(2)和示波器(8)；所述悬臂支架(4)一端固定在X‑Y‑Z工作台(5)上，悬臂支架(4)的另一端置于工作槽(11)内，所述工作槽(11)内设置有阴极基板(10)，且阴极基板(10)置于悬臂支架(4)上；所述阴极基板(10)连接脉冲电源(2)的负极；所述脉冲电源(2)的正极与阳极柱(6)连接；阳极柱(6)通过夹具固定在工作槽(11)的上方，且阳极柱(6)与阴极基板(10)相垂直；所述脉冲电源(2)通过插口与示波器(8)相连；所述磁场发生装置包括直流电源(3)、电磁铁(7)、永磁铁(12)和电磁铁支架(13)；所述永磁铁(12)置于工作槽(11)的底部；所述电磁铁(7)设置在永磁铁(12)正上方；且电磁铁(7)固定在电磁铁支架(13)上；所述电磁铁支架(13)一端固定在工作槽(11)底部；所述电磁铁(7)的线圈与直流电源(3)相连；所述的永磁铁(12)为圆锥形，锥度为50°～120°；所述电磁铁(7)其铁芯底部形状为凹圆锥，锥度为100°～150°；所述永磁铁(12)置于阴极基板(10)的正下方；电磁铁(7)置于阴极基板(10)的正上方；所述电磁铁(7)中心开设有圆孔；阳极柱(6)穿过圆孔；所述永磁铁(12)S极与电磁铁(7)N极相对或者永磁铁(12)N极与电磁铁(7)S极相对；所述工作液循环系统包括储液槽(14)、微型泵(15)、过滤器(16)；所述微型泵(15)输入端与储液槽(14)内设置的管道连接；所述微型泵(15)的输出端通过管道与过滤器(16)输入端相连接；所述过滤器(16)的输出端通过管道将沉积液输入到工作槽(11)；所述储液槽(14)与工作槽(11)通过管道相连通；所述控制系统包括计算机(1)和运动控制卡(9)；所述计算机(1)通过连接端口分别与直流电源(3)、脉冲电源(2)和运动控制卡(9)相连接；所述运动控制卡(9)分别与微型泵(15)和X‑Y‑Z工作台(5)连接。