[发明专利]一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置

说明书

本发明公开了一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置，属于电化学机械抛光领域。本发明的高效抛光加工方法包括以下步骤：a、构建活性电解液电解单元和钝性电解液电解单元，将活性电解液电解单元和钝性电解液电解单元布置在回转体工件的外围，以便向工件喷射活性电解液和钝性电解液，并在每个活性电解液电解单元与钝性电解液电解单元之间设置机械光整机构以去除钝化膜；b、转动工件，进行抛光加工，在该抛光加工过程中，电解去除、钝化保护、机械去除钝化膜交替进行过程，直到达到加工要求。本发明通过活性电解液加速工件表面高凸部分材料的溶解蚀除，可幅提高电化学机械抛光的加工效率。

技术领域

本发明涉及电化学机械抛光领域，更具体地说，涉及一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置。

背景技术

电化学机械抛光是一种复合加工工艺，其将电化学溶解和机械去除钝化膜有机的结合在一起，糅合了电化学抛光和机械抛光两种抛光方式的优点。电化学机械抛光，利用钝性电解液在金属表面生成钝化膜的机理，在阴极和工件之间接通电流时，工件表面形成钝化膜，随即通过机械加工，选择性地刨除待抛光表面高凸部分的钝化层而露出新的表面层，新的表面继续被电解作用而溶解，而工件待抛光表面凹陷部分受钝化膜保护，避免被进一步溶解，如此循环往复，即可有选择性地刨除工件待抛光表面的高凸部分，直至整个表面平整，实现工件抛光。电化学机械抛光适用于难加工材料的表面光整加工，其不受工件硬度等因素的影响，该加工方法抛光的表面不会产生变质层﹐无附加应力﹐并可去除或减小原有的应力层，且该加工方法生产效率高，成本低廉。电化学机械抛光加工不同于普通的机械抛光加工的显著特点是，电化学机械抛光中的机械作用去除的是钝化膜而不是金属本身，与单纯的电化学抛光相比，电化学机械抛光增加了机械抛光过程，能够刮出待抛光表面高凸部分的钝化膜，加快抛光的效率。电化学机械抛光方法具有众多优点，因此，该加工方式被广泛应用。

电化学机械抛光中的钝性电解液因能生成钝化膜而保障加工表面质量，但是钝性电解液材料对工件表面高凸部分的电解去除效率比较低，通常导致电化学机械抛光加工整体效率较低，为此，相关技术人员便希望开发一种加工加工方法及装置来提高电化学机械抛光加工效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有的电化学机械抛光加工效率低的不足，提供一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置，本发明的技术方案在待抛光工件周围设置多个活性电解液电解单元和钝性电解液电解单元，通过活性电解液加速工件表面高凸部分材料的蚀除，通过钝性电解液形成钝化膜进行保护，使得电解去除、钝化保护和机械去除钝化膜过程交替进行，大幅提高了电化学机械抛光的加工效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法，包括以下步骤：

a、构建活钝交替抛光加工系统：构建活性电解液电解单元和钝性电解液电解单元，将活性电解液电解单元和钝性电解液电解单元布置在回转体工件的外围，以便向工件喷射活性电解液和钝性电解液，并在每个活性电解液电解单元与钝性电解液电解单元之间设置机械光整机构；

b、转动工件，进行抛光加工，该抛光加工包括以下分步骤：

b-1、工件与钝性电解液电解单元中的钝性电解液接触，在钝性电解液的作用下生成钝化层，对工件表面进行保护，使工件表面低凹部分的溶解得到抑制；

b-2、由机械光整机构将工件表面高凸部分的钝化层刮除，露出新的表面；

b-3、新的表面与活性电解液电解单元中的活性电解液接触，在电化学溶解的作用下溶解蚀除；

b-4、重复进行上述步骤b-1至b-3，直至工件表面达到加工要求。