[发明专利]一种双面外扩形金属微小孔阵列加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属微小孔阵列加工方法，尤其涉及一种双面外扩形金属微小孔阵列加工方法。

背景技术

目前,具有微小孔阵列特征的金属结构（根据用途不同分为“滤网”、“滤筛”和“栅极”等）是液压、化工、纺织、粉体、食品等应用型行业的核心零件之一，承载着高效过滤与粒子筛分等重要任务。相比于编织型网孔制品，薄片型金属微小孔阵列由于其孔形多样、廓形精度高、壁面平滑、使用性能好等特点，具有更高的适应性和实用性，成为现今网片应用领域的主流。但现有的薄片型金属微小孔阵列的网孔轴截面多呈直壁状或锥状，在使用过程中过物（如流体、光、粉体等）性能不好，容易导致挂物和堵塞，工作周期较短，不易清洗，维护困难。而应用实践表明，类似喇叭的外扩形（弧面过渡外扩形）孔能降低微小孔阵列的堵塞程度和几率，延长工作周期，易于清洗，具有很好的使用性能与工作特性。特别是进出口均为外扩形的网孔，综合性能更为出色。

目前，电铸或电解加工等电化学加工方法因具有加工效率高、成型表面质量好、孔形不受限制等特点成为金属微小孔阵列的主要加工方法之一。但是，上述电化学加工方法因其自身加工机理与工艺特性的局限性，极难制造出开孔率、孔径、孔轴截面几何形状、厚度等性能与特征协同优化的高品质精细金属微小孔阵列。为此，一些面向高层次金属微小孔阵列加工的改进型或创新型电化学加工工艺手段被研究开发出来。美国专利“process for manufacturing screens for centrifugals, particularly working screens for continuously operating sugar centrifugals(专利号US4341603)”提出了一种基于“二次电铸+化学腐蚀”的工艺方法，以制备大厚度的单面外扩形网孔的制糖分离筛，但工艺过程繁琐。申请号为201110200283.0的中国专利《一种喇叭形微小孔阵列电铸成型用芯模的制造方法》，公开了一种基于静电挤压法来制作用于电铸制造单面喇叭形微小孔阵列的电铸芯模的成形方法，可控性好，但操作难度较大，工艺成本较高。上述以电铸为工艺主体的加工方法，往往只能用于制造单面外扩形的金属微小孔阵列，且电铸用芯模的制作工艺繁琐，芯模不可重复使用，成本很高。掩膜电解或照相电解工艺虽然能获得单面或双面外扩形的金属微小孔阵列，但是，这些制作工艺每次都必需制备高形位精度和重复精度的且含有镂空结构阵列的屏蔽膜，并将其以单面或双面形式涂覆或紧密贴合在工件（阳极）上，以定义被电化学溶解的区域，工艺复杂，操作要求高；同时，由于电解加工无法避免的各向近似等速刻蚀的特性，孔廓形精度可控性较差，极难制造出开孔率大、网片厚、孔径小的高精度金属精细微小孔阵列。

因此，现有的用于制造金属微小孔阵列的各种电化学加工方法，普遍存在工艺复杂，芯模或掩模制作要求高且无法重复使用，成本高，极难获得高性能的精细金属微小孔阵列。

发明内容

本发明的目的是提供一种双面外扩形金属微小孔阵列加工方法，能够简化工艺，低成本高效率地生产小孔径、高开孔率、大厚度的双面外扩型金属微小孔阵列。

本发明采用下述技术方案：

一种双面外扩形金属微小孔阵列加工方法，包括以下步骤

A：使用惰性金属薄板制作具有贯穿微小孔群结构特征的模板；

B: 在模板的一面紧密贴合电绝缘屏蔽层； C: 把模板置于电铸槽中，模板未贴合电绝缘屏蔽层的一面与电铸阳极正对布置，模板与电铸电源负极相连接，电铸阳极与电铸电源正极相连接，电铸金属层；

D: 电铸完成后，去除模板一面贴合的电绝缘屏蔽层，在模板另一面电铸金属层的表面紧密贴合另一电绝缘屏蔽层；

E: 把带有电铸金属层的模板置于电解加工槽中，并将模板无电铸金属层的一面与电解阴极正对布置，以模板为阳极对模板微小孔内的电铸金属进行电解加工；

F: 电解除去模板微小孔孔壁上的电铸金属后，将电铸金属层从模板上剥离下来。

所述的惰性金属薄板为钛、铂等不易被电化学溶解的金属。

所述的薄板厚度不大于2mm。

所述微小孔的横截面面积小于微小孔内壁面积。

所述微小孔的横截面形状为圆形、四边形或多边形等任意形状。

所述的模板为平面型、曲面型或圆筒型模板。

所述的电绝缘屏蔽层为光刻胶、绝缘胶布或PVC电绝缘胶膜等不导电的非金属材料。