[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

说明书

技术领域

本发明属于电火花放电加工技术领域，具体涉及一种电沉积电火花用复合材料工具电极及其制备方法。

背景技术

电火花放电加工是利用浸在工作液中的两电极间脉冲火花放电产生大量的热能来焰化、蒸发和抛出电极材料的特种加工方法。由于电火花加工技术在加工特殊性能材料、复杂结构以及微细零件等方面具有其它加工方法无法比拟的优越性，近年来得到推广与应用。在电火花放电加工时过程中，被恪化、气化、爆炸抛出的电极材料不仅将工件材料烛除掉了，同时也将工具电极材料烛除掉，这就不可避免的产生了工具电极损耗，而工具电极的损耗直接映射到工件成型精度上。

为了提高工件的成型精度，一些专家学者们投入了对工具电极的研究。其中，本申请的发明人李丽副教授在2013年第8期和第22期的《功能材料》中发表了《电沉积Cu基SiC复合电极材料》和《Cu_SiC复合电极电火花加工烧结NdFeB永磁体的研究》，李丽副教授的学生也发表了《超声电沉积Cu_SiC复合电极的实验研究》这样一篇硕士学位论文。但这些研究尚处于初步阶段，所制得的工具电极虽然有所提高，取得了一些进展，但在抗电蚀性能上仍然较差，被加工工件的成型质量仍有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电沉积电火花用复合材料工具电极及其制备方法，能够增强其抗电蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发明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。

优选的，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%。

优选的，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。

优选的，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%。

本发明还提供了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；