[发明专利]一种电沉积电火花用复合材料工具电极及其制备方法

权利要求书

1.一种电沉积电火花用复合材料工具电极，其特征在于：原料组成及体积含量为：

SiC颗粒      16～18%

TiB₂颗粒      14～16%

余量为作为基体的铜；

SiC颗粒和TiB₂颗粒镶嵌在铜基体中。

2.按照权利要求1所述的电沉积电火花用复合材料工具电极，其特征在于：SiC颗粒和TiB₂颗粒均分为粒径为3～7微米的小颗粒，和粒径为8～15微米的大颗粒；SiC小颗粒与大颗粒的体积比为35%～40%:60%～65%，TiB₂小颗粒与大颗粒的体积比为35%～40%:60%～65%。

3.按照权利要求2所述的电沉积电火花用复合材料工具电极，其特征在于：工具电极的周向分布有大颗粒层和小颗粒层，并且大颗粒层与小颗粒层交替分布。

4.按照权利要求3所述的电沉积电火花用复合材料工具电极，其特征在于：大颗粒层和小颗粒层中，SiC的体积含量均为16～18%，TiB₂的体积含量均为14～16%。

5.一种电沉积电火花用复合材料工具电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配备化学镀溶液：将14～16质量分五水硫酸铜、25～32质量分甲醛和10～12质量分氢氧化钠溶于1000质量分水中，并将其混合均匀，制得化学镀溶液；

（2）SiC颗粒去杂处理：用去离子水洗涤粒径为3～7微米的SiC小颗粒和粒径为8～15微米的SiC大颗粒，将洗涤后的SiC颗粒放入浓度为30%的氢氟酸溶液中浸没10～20分钟，再用蒸馏水清洗后烘干；

（3）SiC颗粒酸洗：将步骤（2）处理的SiC颗粒放入浓度为90% 的HNO₃溶液中，使HNO₃溶液浸没SiC颗粒，并在常压下煮沸10分钟，再经过滤后用蒸馏水清洗至中性；

（4）SiC颗粒活化：将步骤（3）处理的SiC颗粒浸没到活化液中搅拌5～7分钟，所述活化液由4 质量分AgNO₃和96质量分水配制成；

（5）TiB₂颗粒去杂处理：用去离子水洗涤粒径为3～7微米的TiB₂小颗粒和粒径为8～15微米的TiB₂大颗粒，将洗涤后的TiB₂颗粒放入浓度为30%的氢氟酸溶液中浸没10～20分钟，再用蒸馏水清洗后烘干；

（6）TiB₂颗粒酸洗：将步骤（5）处理的TiB₂颗粒放入浓度为90%的HNO₃溶液中，使HNO₃溶液浸没TiB₂颗粒，并在常压下煮沸10分钟，再经过滤后用蒸馏水清洗至中性；

（7）TiB₂颗粒活化：将步骤（6）处理的TiB₂颗粒浸没到活化液中搅拌5～7分钟，所述活化液由4 质量分AgNO₃和96质量分水配制成；

（8）SiC颗粒表面镀铜：将步骤（4）制得的SiC颗粒放入步骤（1）制得的化学镀溶液中，SiC颗粒与化学镀溶液的质量比为 1:10，并在超声和搅拌的作用下化学镀铜20～40分钟，然后清洗、烘干；

（9）TiB₂颗粒表面镀铜：将步骤（7）制得的TiB₂颗粒放入步骤（1）制得的化学镀溶液中，TiB₂颗粒与化学镀溶液的质量比为 1:10，并在超声和搅拌的作用下化学镀铜20～40分钟，然后清洗、烘干；

（10）电沉积用阴极材料与阳极材料的处理：将含铜量99.7%的磷铜板作为阳极材料，将不锈钢片作为阴极材料，然后阴极材料和阳极材料依次进行抛光、超声波清洗、吹干、除油、酸洗、钝化和烘干；

（11）配制电沉积溶液：将180～220质量分硫酸铜、50～70质量分硫酸和33～120质量分氯化纳，0.4～0.6质量分氧化镧溶入1000质量分去离子水中，制得电沉积溶液；

（12）电沉积制备工具电极：

取步骤（8）制得的SiC 大颗粒 20 质量分、步骤（9）制得的TiB₂大颗粒20 质量分和步骤（7）制得的电沉积溶液1000 质量分，放于A容器中，A容器的底部通过管路连接氮气源，管路上设置开关阀； 

取步骤（8）制得的SiC 小颗粒18 质量分、步骤（9）制得的TiB₂小颗粒18质量分和步骤（7）制得的电沉积溶液1000 质量分，放于B容器中；

A容器和B容器内均安装搅拌器后放于超声振动装置中，开启超声振动装置、搅拌器和开关阀，将步骤（10）制得的阳极材料和阴极材料依次往复置于A、B容器中进行电沉积，电沉积溶液的温度为20～40℃，电沉积电流密度为2～10A/dm²；每次在A容器中电沉积的时间为8～10分钟，每次在B容器中电沉积的时间为6～8分钟。