[发明专利]基于移动阳极的超临界复合电镀加工钻头方法

摘要

本发明提供一种基于移动阳极的超临界复合电镀工具钻头方法，该方法的主要步骤包括对钻头的基体材料进行预处理，使之具备电沉积纳米复合镀层的能力；向反应器中加入配置好的电镀液，密封后，通入CO2气体，加入表面活性剂，形成超临界条件下的电镀体系；设定满足电沉积要求的电流、温度和机械搅拌速度等参数；调节阴阳极之间的相对位置，设定阳极移动速度和行程，接通电源，使纳米复合镀层能完好地沉积到作为阴极主体的被加工钻头表面；将电沉积后的钻头取下洗净，得到表面具有高性能复合纳米镀层的钻头。本发明的方法制得的钻头表面组织细密，耐磨性和硬度都有较大提升，使用寿命增加。

主权项

一种基于移动阳极的超临界复合电镀加工钻头方法，采用基于移动阳极的超临界复合电镀装置实施；所述的基于移动阳极的超临界复合电镀装置包括反应器（1）、直流电源组件（4）、机械搅拌器（5）、二氧化碳气体钢瓶（6）和高压泵（7）；所述的直流电源组件（4）包括电源（41）、阳极棒（42）和阴极棒（43）；其特征在于：所述的基于移动阳极的超临界复合电镀装置还包括移动阳极组件（2）、驱动组件（3）和作为阴极主体的被加工钻头（8）；所述的移动阳极组件（2）包括固定连接板（21）和移动阳极（22）；移动阳极（22）与固定连接板（21）固定连接；驱动组件（3）包括伺服电机（31）、驱动丝杠（32）和连接杆（33）；驱动丝杠（32）内置有与其绝缘的弹性导电线圈；伺服电机（31）与驱动丝杠（32）传动连接；连接杆（33）的左端与固定连接板（21）固定连接；连接杆（33）的右端与驱动丝杠（32）固定连接；移动阳极（22）通过固定连接板（21）、连接杆（33）、驱动丝杠（32）内置的弹性导电线圈以及阳极棒（42）与电源（41）的正极电连接；被加工钻头（8）的上端与阴极棒（43）的下端固定连接并通过阴极棒（43）与电源（41）的负极电连接；所述的移动阳极组件（2）的移动阳极（22）在驱动组件（3）的驱动下，可相对被加工钻头（8）上下向往复运动；所述的移动阳极组件（2）的移动阳极（22）设有4个；该4个移动阳极（22）固定设置在固定连接板（21）的四个角部；被加工钻头（8）设有4个，该4个被加工钻头（8）与4个移动阳极（22）分别对应各设置1个；所述的移动阳极（22）为高2cm、直径3cm、厚度为2mm的圆柱状纯镍薄壁环；被加工钻头（8）的外壁与移动阳极（22）的内壁之间的距离为1cm；加工钻头的方法，包括以下步骤：①对被加工钻头（8）的基体进行预先化学镀处理，在被加工钻头（8）的基体表面镀上一层易于进行电沉积的纯铜或纯镍；②将配制好的含纳米硬质颗粒和复合添加剂的二元体系电镀液加入反应器（1）中，固定作为阴极主体的被加工钻头（8）；调节移动阳极组件（2）的移动阳极（22）的位置使得移动阳极（22）可相对于被加工钻头（8）上下移动；所述的电镀液为含硫酸镍和氯化镍的镍盐溶液；纳米硬质颗粒为直径30～60nm的金刚石纳米颗粒；复合添加剂为由十二烷基类化合物和醚类化合物组成的添加剂；所述的电镀液还包括浓度为30g/L～60g/L的作为电沉积缓释剂的硼酸；③向反应器（1）中通入二氧化碳气体，控制反应器（1）内的温度在35～70℃、压力在8～20MPa的范围内，形成以超临界二氧化碳乳化液为载体的三元电镀体系；④设定移动阳极（22）相对于作为阴极主体的被加工钻头（8）上下移动最大单向行程为5cm；采用匀速或简谐运动的移动方式，平均速度控制在1‑20mm/s；电沉积时间为1‑3小时；在机械搅拌器（5）的搅拌辅助下得到纳米复合镀层；⑤电沉积完毕，通过后处理，得到所需性能要求的具有纳米复合镀层的钻头。