[发明专利]制造电化学加工用工具的方法以及用该方法制造的工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造电化学加工用的工具的方法以及用该方法制造的工具，尤其是涉及一种制造型管电解加工钻孔用的工具的方法以及用该方法制造的工具。

背景技术

电化学加工是用电化学力代替机械力来从工件上去除材料，其被广泛用来在一些难以加工的导电工件/部件上钻孔。作为电化学加工的一种形式，型管电解加工（shaped-tube electrolytic machining，STEM）钻孔是一种不接触的电化学钻孔工艺，其用施加了电压的空电极（管型电极）去除材料，可用来产生高深宽比结构的孔。STEM钻孔技术可用来在导电工件上钻出又小又深的孔，被用来加工涡轮叶片上的冷却空气孔。

一般地，用于STEM工艺的型管电极会在其外侧面形成一层树脂类型或聚合物类型涂层，来获得电绝缘性能和更好的耐腐蚀性能。而型管电极的前端面被用作阴极加工工具，其上没有涂层，直接暴露于电解液。在STEM钻孔过程中，在型管电极的前端区域发生的电化学反应中产生的氢会降低涂层的结合力，破坏涂层粘附作用，导致附着失败，尤其是对于在有氢存在的情况下会发生氧化的阴极材料而言，所述附着失败的情况会发生得更加迅速。此外，电解液高速冲液导致电极前端区域的涂层结合力降低，而电极前端区域附近，在电极与其所钻的孔之间相互作用之处常发生涂层刮擦，导致所述电极前端区域的涂层很容易剥落。当所述型管电极用来钻很深的孔时，涂层甚至可能从所述电极表面脱落下来。所述毁坏和剥落，可能导致工艺过程不稳定，所钻的孔质量不合格，甚至会导致管型电极发生弯曲和钻孔失败。因此，为了解决这个问题，需要提供一种具有抗剥落涂层的STEM电极。

发明内容

本发明的一方面涉及一种制造型管电解加工用的管型电极的方法。在该方法中，提供了由导电材料制成的管，然后在所述管的外侧面上形成电绝缘层。该形成电绝缘层的步骤包括以下两个步骤中的至少一个：至少在所述管的外侧面的靠近前端的区域上用微弧氧化法形成陶瓷涂层；至少在所述管的外侧面的靠近前端的区域上用下述方法形成搪瓷涂层。该形成搪瓷涂层的方法包括：通过喷涂、刷涂或浸渍的方法将包括搪瓷和粘合剂的浆料至少涂覆于所述管的外侧面的靠近前端的区域，然后在300摄氏度到1000摄氏度之间的温度下加热所述浆料使其扩散。

本发明的另一方面涉及一种用于型管电解加工的管型电极。该管型电极包括：由导电材料制成的管、以及在所述管的外侧面上形成的电绝缘层。该电绝缘层包括至少位于所述管的外侧面的靠近前端的区域上的用微弧氧化法形成的陶瓷涂层和用下述方法形成的搪瓷涂层中的至少一个。其中形成搪瓷涂层的方法包括：通过喷涂、刷涂或浸渍的方法将包括搪瓷和粘合剂的浆料至少涂覆于所述管的外侧面的靠近前端的区域，然后在300摄氏度到1000摄氏度之间的温度下加热所述浆料使其扩散。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1中的示意图显示了用一种示例性的型管电解加工（STEM）钻孔系统在工件上加工小径深孔的情况。

图2中的示意图显示了STEM钻孔用的一个示例性的管型电极的前端附近部分。

图3是STEM钻孔用的一个示例性的管型电极的横截面示意图。

具体实施方式

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语可包括物理的或者机械的连接，也可包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。在一些实施例中，“大约”或“约”表示允许其修正的数值在正负百分之十（10%）的范围内变化，比如，“约100”表示的可以是90到110之间的任何数值。此外，在“大约第一数值到第二数值”的表述中，大约同时修正第一和第二数值两个数值。在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。