相關(guān)申請的交叉參考本申請要求2014年11月26日提交的美國臨時專利申請系列第62/084,915號的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
：本公開內(nèi)容的示例性實施方式涉及用于制造擠出模具的設(shè)備和方法，更具體地，涉及用于在蜂窩擠出模具的制造中加工腔體的設(shè)備和方法。背景討論來自內(nèi)燃機的廢氣后處理可以使用承載在高表面積基材上的催化劑，以及在柴油發(fā)動機和一些汽油直噴發(fā)動機的情況下，可以使用催化過濾器來去除碳煙炱顆粒。多孔陶瓷流通式蜂窩基材和壁流式蜂窩過濾器可用于這些應(yīng)用。擠出模具可用于制造陶瓷蜂窩體。用于形成陶瓷蜂窩體(多孔陶瓷產(chǎn)品)的常規(guī)擠出模具通常在金屬板的一側(cè)上具有一系列的孔，其與一系列的槽相交形成釘，其在金屬板的相對側(cè)上可以具有各種幾何橫截面，例如方形或者六邊形等。為了形成多孔陶瓷產(chǎn)品，將原材料(即批料)推入金屬板的孔側(cè)并離開金屬板的槽側(cè)，經(jīng)由擠出通過槽和周圍的釘形成多孔形狀。其具有擠出模具的尺寸和設(shè)計，可以使用各種加工方法來產(chǎn)生這種工具幾何形貌。對于孔的加工，可以使用鉆孔、螺旋鉆孔、槍鉆孔和形狀管電解加工(stem)。對于槽的加工，可以使用砂輪研磨、電線放電加工(wedm)/車輪分切和/或插入式放電加工(pedm)。在加工之后，擠出模具的表面可以涂覆耐磨損材料以改善擠出模具的壽命。該
背景技術(shù)：
部分所揭示的上述信息僅是為了增強對于本文的
背景技術(shù)：
的理解，因此其可能含有不形成任意現(xiàn)有技術(shù)部分或者現(xiàn)有技術(shù)可能暗示本領(lǐng)域技術(shù)人員的信息。技術(shù)實現(xiàn)要素：本公開內(nèi)容的示例性實施方式提供了對模具腔體進行加工的電極工具。本公開內(nèi)容的示例性實施方式還提供了對模具腔體進行加工的插入式脈沖電化學(xué)加工(pecm)設(shè)備。本公開內(nèi)容的示例性實施方式還提供了對模具腔體進行加工的方法。本公開內(nèi)容的其它特征將在以下描述中指出，它們中的部分通過該描述不難理解，或者可通過實施本公開內(nèi)容而了解。一個示例性實施方式揭示了對擠出模具腔體進行加工的脈沖電化學(xué)加工(pecm)電極工具。電極工具包括從基底延伸到開放端的多個交叉壁，布置在所述多個交叉壁上的電絕緣層，腐蝕面(其在開放端上包括暴露通過電絕緣涂層的壁的橫截面)，以及通過所述多個交叉壁形成的通道。一個示例性實施方式還揭示了脈沖電化學(xué)加工(pecm)工具，其包括：具有遠端的電極，電極包括內(nèi)壁、外壁和覆蓋了外壁和內(nèi)壁中的至少一個的至少一部分的電絕緣涂層，以及其中，內(nèi)壁限定了電解質(zhì)室，涂層材料選自：聚對二甲苯、無定形硅、具有硅基底涂層的改性無定形硅、沒有硅基底涂層的改性無定形硅、聚硅氧烷和金屬氧化物涂層(例如氧化鋁和氧化鈦)。一個示例性實施方式還揭示了采用pecm工具從工件形成模具的方法。方法包括：在工件中加工腔體至腔體深度，其中，沿著腔體深度，腔體的寬度變化小于20％。一個示例性實施方式還揭示了脈沖電化學(xué)加工(pecm)工具，其包括具有遠端的電極。電極包括內(nèi)壁、外壁和電絕緣涂層(其覆蓋了外壁至遠端的距離“d”之內(nèi))，其中，外壁和內(nèi)壁限定了在遠端的壁厚“t”，d/t之比<0.5，以及其中，內(nèi)壁限定了電解質(zhì)室，其中，涂層材料選自：聚對二甲苯、無定形硅、具有硅基底涂層的改性無定形硅、沒有硅基底涂層的改性無定形硅、聚硅氧烷和金屬氧化物涂層(例如氧化鋁和氧化鈦)。一個示例性實施方式還揭示了脈沖電化學(xué)加工(pecm)工具，其包括具有遠端的電極，電極包括內(nèi)壁、外壁和電絕緣涂層(其覆蓋了外壁至遠端的小于或等于2mm內(nèi))。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都只是示例和說明性的，旨在對本公開進行進一步解釋。附圖說明附圖用來幫助進一步理解本文，其結(jié)合在說明書中，構(gòu)成該說明書的一部分，附圖顯示了本文的示例性實施方式，與說明書一起用來解釋本文的原理。圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備的示意圖。圖2a是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備的電極工具的透視示意圖。圖2b是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備的電極工具的一個面的端視圖。圖2c是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備的電極工具的透視示意圖。圖2d是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備的電極工具的一個面的端視圖。圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的圖2a的電極工具的剖視圖。圖4顯示脈沖電化學(xué)加工過程的示意圖。圖5顯示根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的形成模具的過程中，在金屬板的一側(cè)上形成孔的透視示意圖。圖6顯示根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的形成模具的過程中，在脈沖電化學(xué)加工設(shè)備中的電極工具和金屬板的透視示意圖。圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工設(shè)備中加工金屬板的方法的示意圖。圖8a是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，顯示示例性槽的脈沖電化學(xué)加工方法的結(jié)果的透視圖。圖8b是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法之后的模具的橫截面圖，顯示來自前表面的槽和來自后表面的孔。圖8c是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法之后的模具的橫截面圖，顯示形成在來自前表面的槽和來自后表面與槽相遇的孔之間的釘。圖9a是用于根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備的實施例測試的陰極工具的側(cè)視示意圖，圖9b是用于根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備的實施例測試的陽極部件的俯視示意圖。圖9c是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的圖9b的陽極部件中的示例性槽的側(cè)視示意圖。圖10表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的比較例的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。圖11表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的實施例的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在涂覆之后和在測試之前的實施例陰極工具的側(cè)視圖。圖13是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在測試之后的圖12的實施例陰極工具的側(cè)視圖。圖14表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的實施例和比較例的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。圖15是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在涂覆之后和在測試之前的實施例陰極工具的側(cè)視圖。圖16是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在測試之后的圖15的實施例陰極工具的側(cè)視圖。具體實施方式可以通過如下工藝完成多孔陶瓷蜂窩體的制造：對陶瓷粉末批料混合物進行塑化，將混合物擠出通過蜂窩擠出模具以形成蜂窩擠出體，以及對擠出體進行切割、干燥和燒制以產(chǎn)生高的強度和熱耐久性的陶瓷蜂窩體，其具有從第一端面軸向延伸到第二端面的通道。如本文所用，陶瓷蜂窩體包括陶瓷蜂窩整體件和區(qū)段式陶瓷蜂窩體(包括其區(qū)段)。共擠出的外表皮或后施涂的外表皮可以形成陶瓷蜂窩體的軸向外周表面。無論是整體式或者區(qū)段式，蜂窩體的每個通道都可以在入口面或出口面堵住，以產(chǎn)生過濾器。當(dāng)留下一些通道未被堵住時，可以產(chǎn)生部分過濾器。無論是整體式或者區(qū)段式，蜂窩體都可以經(jīng)催化以產(chǎn)生基材。此外，過濾器或者部分過濾器可以被催化以提供多種功能性。由此產(chǎn)生的陶瓷蜂窩體被廣泛地用作機動車廢氣系統(tǒng)的陶瓷催化劑載體，并且作為催化劑載體和壁流式顆粒過濾器從發(fā)動機廢氣去除煙炱和其他顆粒。商業(yè)上成功的陶瓷蜂窩制造工藝是如下這些：它們采用大的同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機用于混合和擠出陶瓷蜂窩擠出體。柱塞擠出、壓制、澆鑄、噴灑和3d打印是其他陶瓷蜂窩制造工藝。本公開內(nèi)容的示例性實施方式提供了電極工具來對擠出模具加工出模具腔體，用于制造陶瓷蜂窩體。本公開內(nèi)容的示例性實施方式還提供了具有電極工具的插入式脈沖電化學(xué)加工(pecm)設(shè)備來對擠出模具加工出模具腔體，用于制造陶瓷蜂窩體。本公開內(nèi)容的示例性實施方式還提供了采用具有電極工具的插入式pecm設(shè)備，在擠出模具中加工出模具腔體用于制造陶瓷蜂窩體的方法。根據(jù)這些示例性實施方式，提供了在模具坯體中加工或切割出腔體的設(shè)備和方法，所述腔體幾乎沒有逐漸變細的情況至沒有逐漸變細的情況。對于采用直線視覺槽(straightline-of-sightslot)來移動wedm工藝的電線的擠出模具設(shè)計，采用電線放電加工(wedm)在蜂窩擠出模具中加工出槽、釘和幾何特征，參見例如美國專利第5,630,951號、第6,621,034號以及第6,320,150號所述，其全文通過引用結(jié)合入本文。該技術(shù)還實現(xiàn)了采用wedm，在經(jīng)加工的釘?shù)哪莻?cè)上加工各種幾何特征。包含這些各種幾何特征實現(xiàn)了陶瓷批料流動穩(wěn)定性和均勻性的改善，導(dǎo)致制造的蜂窩體具有強度增加，例如美國專利第6,080,348號和第6,299,813號所述，其全文通過引用結(jié)合入本文。通過增加蜂窩體強度獲得的較短的燒制循環(huán)還實現(xiàn)了較低的生產(chǎn)成本。但是，例如美國專利第6,696,132號(其全文通過引用結(jié)合入本文)所述的不同釘尺寸的陶瓷蜂窩設(shè)計，或者非圓形形狀(例如，圓角、六邊形等)是通過不具有直線視覺槽(straightline-of-sightslot)的擠出模具形成的。此類模具設(shè)計不適合采用wedm進行加工。采用形成的電極的插入式放電加工(pedm)可用于這些模具設(shè)計，例如美國專利第6,570,119號、第7,335,848號和第7,982,158號所述，其全文通過引用結(jié)合入本文。采用例如美國專利第6,803,087號(其全文通過引用結(jié)合入本文)所述的插入式edm完成對現(xiàn)有的擠出模具進行改進，例如調(diào)節(jié)形成了蜂窩體的周界的區(qū)域中的槽寬度和/或釘形狀。但是，插入式edm作為用于制造和/或改進擠出模具的技術(shù)，可能存在許多問題。例如，需要昂貴的高精度電極，工藝中消耗了這些電極。不允許采用pedm技術(shù)在釘側(cè)上添加所需的幾何特征，從而該方法無法使用較短進而成本較低的生產(chǎn)燒制循環(huán)。wedm和pedm這兩者都是電火花腐蝕工藝，這改變了擠出模具坯體的基礎(chǔ)冶金性質(zhì)，因而改變了加工區(qū)域中的擠出模具的基礎(chǔ)冶金性質(zhì)。這導(dǎo)致不合乎希望的表面精整粗糙度，這會導(dǎo)致擠出模具耐磨損涂層的粘附問題，以及蜂窩擠出過程中的陶瓷批料流動不均勻性。此外，在插入式edm期間，電極側(cè)壁與釘之間的次級放電產(chǎn)生釘逐漸變細和擠出模具幾何精度和均勻性損失，增加了蜂窩尺寸和強度的變化性。由于降低了產(chǎn)品產(chǎn)量，這導(dǎo)致更高的制造成本。此外，在edm期間，在模具中會發(fā)生微裂紋，這會引發(fā)材料失效，導(dǎo)致來自模具面的災(zāi)難性的釘損失。使用pecm技術(shù)提供了更為高效且經(jīng)濟的蜂窩擠出模具制造技術(shù)。在pecm中，電極形狀是所需腔體的鏡像并且作為電解池中的陰極，而工件是陽極。隨著陰極向下進料，其發(fā)生互換，電流的精確功率脈沖時間傳遞改善精度。通過電解溶解去除材料，這與常規(guī)電鍍類似，但是是反過來的。在一些實施方式中，沒有向工件賦予熱應(yīng)力或機械應(yīng)力，并且可獲得非常光滑的表面精整。圖1表示根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的插入式pecm設(shè)備100的圖。插入式pecm使用電腦數(shù)控(cnc)高精度機床。如圖1示意性所示，pecm的運行是通過在電解池106中的電極工具104和工件電極102(例如，模具坯體)上施加電勢。在圖1中，外殼108罩住了電解池106中的電極工具104和工件電極102。在一些示例性實施方式中，工件電極102可以是電解池106中的陽極，以及電極工具104可以是電解池106中的陰極。用于電解池106的電解質(zhì)管理系統(tǒng)110為電解質(zhì)112提供了電解質(zhì)路徑。電解質(zhì)管理系統(tǒng)110可以包括：第一儲器114，第一過濾膜116用于去除顆粒，第二電解質(zhì)儲器118用于裝納經(jīng)過過濾的電解質(zhì)，泵120用于使得電解質(zhì)112循環(huán)通過電解質(zhì)路徑和到達電解池106，以及在電解質(zhì)112供給到電極工具104之前的第二過濾膜122。電解質(zhì)路徑可以是閉路。電解質(zhì)管理系統(tǒng)110還提供了各種管道、管路、ph監(jiān)測和控制以及溫度監(jiān)測和控制，從而維持一致的電解質(zhì)導(dǎo)電率。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，能源140為pecm設(shè)備100中的電極102、104提供dc電勢(電壓)。可以分別使用電壓計144和電流計148來監(jiān)測pecm加工期間供給到電極102、104的電壓和電流。電源140還為加工運動控制器150提供能源，以控制電極工具振蕩器130。對電極工具振蕩與功率和脈沖定時進行精確監(jiān)測和控制。圖2a是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的pecm設(shè)備100的電極工具200的透視示意圖。電極工具200包括位于交叉壁208的開放端的加工面、腐蝕面或切割面204。切割面204在本文可互換地稱作加工面和腐蝕面等，位于電極工具200的遠端。交叉壁208在其間形成通道，并且交叉壁208從底座212延伸。通道為來自底座212的背表面處的室或管的電解質(zhì)提供管道到達腐蝕面處的開口，其中，圖2a顯示了底座212的前表面。可以在底座212中提供螺釘、對齊物、或者釘孔216等，從而將電極工具與pecm設(shè)備100對齊和附連。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，用于pecm設(shè)備100中的陰極(或工具電極)可以是進行加工的腔體的負像。如圖2a示意性顯示的陰極可用于加工具有用于不對稱通道技術(shù)(act)的擠出模具中的幾何特征的槽和釘，其中，act擠出的蜂窩體會具有交替的小通道(出口)和大通道(入口)。圖2b是圖2a的電極工具200的加工面204的端視圖。加工面204處的交叉壁208的橫截面220為工件電極102附近的電解質(zhì)提供了電流，從而進行工件102的加工。電極200包括小的通道224和大的通道228，其在工件102中提供小釘和大釘，作為電極200的負像。小的通道224和大的通道228還在電極工具200的加工面204處提供通過電介質(zhì)的開口。圖2c是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的pecm設(shè)備100的電極工具200'的透視示意圖。電極工具200'包括位于開放端的加工面、腐蝕面或切割面234，所述開放端在本文稱作交叉壁238的遠端。交叉壁238在其間形成通道，并且交叉壁208從底座242延伸。通道為來自基座242的背表面處的室或管的電解質(zhì)提供管道到達腐蝕面234處的開口，其中，圖2c顯示了底座242的前表面?？梢栽诘鬃?12中提供螺釘、對齊物、或者釘孔216等，從而將電極工具200'與pecm設(shè)備100對齊和附連。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，用于pecm設(shè)備100中的陰極(或工具電極)可以是進行加工的腔體的負像。如圖2c示意性所示的陰極200'可用于加工具有用于六邊形技術(shù)的擠出模具中的幾何特征的槽和釘，其中，擠出通過具有以陰極200'加工的槽和釘?shù)哪＞叩姆涓C體會具有六邊形通道。圖2d是圖2c的電極工具200'的加工面234的端視圖。加工面234處的交叉壁238的橫截面246為工件電極102附近的電解質(zhì)提供了電流，從而進行工件102的加工。電極200'包括六邊形通道250，其在工件102中提供六邊形釘，作為電極200'的負像。六邊形通道250還在電極工具200'的加工面234處提供通過電介質(zhì)的開口。圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的圖2a的電極工具200的剖視圖?？梢栽陔姌O200的所有表面上布置電介質(zhì)涂層258。電介質(zhì)涂層258可以布置在電極200除了腐蝕面或加工面204之外的所有表面上，以改善精度。電介質(zhì)涂層258可以防止其布置的那些區(qū)域中的加工行為(化學(xué)行為)，防止電化學(xué)去除，并且限制工件102腐蝕至陰極200的面204。限制工件102腐蝕至陰極200的面204降低了產(chǎn)生逐漸變細的槽和/或釘?shù)目赡苄?，并且還增加了加工效率。例如，沿著槽深度，槽寬度變化可以小于20％，例如小于15％、小于10％、小于5％、甚至小于2％。在一些情況下，沿著槽深度，槽寬度不發(fā)生變化。槽深度沒有特別的受限。在用于形成擠出模具的示例性實施方式中，槽深度可以是例如數(shù)英寸至千分之幾英寸。例如，槽深度可以大于0.010英寸、大于0.05英寸、大于0.1英寸、或者甚至大于0.5英寸。由于在pecm工藝中，陰極104沒有發(fā)生可感知的磨損，可以加工去除掉陰極104的內(nèi)側(cè)以產(chǎn)生開放室254或者提供流動室從而引入電解質(zhì)。流動室可以是暢通無阻的，或者布置在流動室中的擋板(未示出)可以提供電介質(zhì)流動方向從而將電解質(zhì)均勻地分配到通道。電介質(zhì)涂層258可以布置在電極200除了腐蝕面或加工面204之外的所有表面上。例如，電介質(zhì)涂層258可以至少部分在陰極200通道224、228的內(nèi)壁和外壁的至少一部分上。例如，電介質(zhì)涂層258可以布置在陰極壁208上至加工面204的小于或等于2mm之內(nèi)，例如，小于或等于1mm之內(nèi)、小于或等于100μm之內(nèi)、小于或等于50μm之內(nèi)或者甚至小于或等于20μm之內(nèi)。根據(jù)這些實施方式中的一部分，電介質(zhì)涂層258可以布置在陰極壁208上遠端的距離“d”之內(nèi)，其中，外壁209和內(nèi)壁211限定了在遠端的壁厚“t”，以及，d/t之比<0.5，例如d/t<0.1。圖4表示在脈沖電化學(xué)加工過程400期間，本文稱作次級電化學(xué)去除的不合乎希望的電化學(xué)去除示意圖。陰極側(cè)壁408與工件之間的電解質(zhì)離子404導(dǎo)致由于次級電化學(xué)去除416的釘逐漸變細或者槽逐漸變細412。次級電化學(xué)去除416發(fā)生在陰極104側(cè)壁408而不是腐蝕面，而合乎希望的電化學(xué)去除發(fā)生在腐蝕面。根據(jù)示例性實施方式，電介質(zhì)涂層258可以防止次級電化學(xué)去除416。通常來說，用于工具電極104的材料提供了低材料損耗以維持一致的形狀并且在工件102中提供一致加工的槽和/或釘形狀。陰極材料是具有足夠強度的導(dǎo)體，并且可以包括但不限于不銹鋼、銅、青銅、鋁、鈦、銅-鎢和碳化鎢?？梢圆捎贸Ｒ?guī)加工、wedm、pedm、光化學(xué)加工(pcm)片材來制造陰極構(gòu)造，其支撐在額外制造的載體上或者擴散粘結(jié)進入足夠強度的結(jié)構(gòu)中，以及類似情況，或其組合。圖5顯示根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的形成模具的過程中，在金屬板或模具坯件500的一側(cè)上形成孔的透視示意圖。模具坯件500可以具有背表面504和前表面508。通常，經(jīng)塑化的批料流過精整模具從背表面到前表面?？梢匀鐖D5所示，在背表面504中朝向前表面鉆孔孔網(wǎng)絡(luò)512。這些孔是將批料進料到繞著基質(zhì)釘?shù)幕|(zhì)槽的進料孔，并且任選地進料到周界槽以形成擠出體的表皮。pecm100可用于鉆孔進料孔512。具有進料孔512的模具坯件500可以是根據(jù)示例性實施方式的pecm100的工件陽極102?？梢酝ㄟ^pecm在前表面508上加工槽。圖6顯示根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的形成模具的過程中，在脈沖電化學(xué)加工設(shè)備100中的電極工具200和金屬板500的透視示意圖。電極工具200可以是陰極104，以及具有進料孔512的模具坯件500可以是pecm設(shè)備100的電解池106中的陽極102。圖7是在根據(jù)示例些實施方式的pecm設(shè)備中，對陰極102工件或模具坯體500前表面508進行加工的方法700的示意圖。陰極200與陽極500之間的最近距離表示為圖形曲線704，例如，作為電極工具路徑。電流脈沖表示為圖形曲線708。在pecm循環(huán)的操作或步驟“1”中，當(dāng)加工間隙打開并且新鮮電解質(zhì)112流入間隙時，陰極200與陽極500的間距為“s”。在“2”時，電極200、500相互靠近至加工距離(最小距離)(例如，約10μm)，并且釋放受控dc脈沖，表示為電流脈沖708。電流脈沖708沒有特別的限制，并且可以是單個完整長度脈沖，總計達該單個完整長度脈沖的多個高頻脈沖，以及類似情況，或其組合。陰極200與陽極500之間隨時間變化的距離表示為循環(huán)路徑“s”，但是，路徑“s”沒有特別的限制，并且可以如所示是正弦曲線，或者例如步階式(未示出)或其其他路徑形狀(其打開了電極200、500之間的間隙以允許新鮮電解質(zhì)112流入間隙，和將電極200、500靠近至加工距離)。在操作“3”時，由于電解質(zhì)112從間隙沖走了反應(yīng)產(chǎn)物，電極200、500分開。循環(huán)以一定頻率(例如，60hz)重復(fù)，直到在工件500中加工得到所需特征。例如，陰極200可以在每次循環(huán)時前進切割具有非常小的逐漸變細情況的一致窄腔體，陰極200可以在每次循環(huán)時回到通用位置以切割寬腔體(例如削皮(divot))，或者可以通過控制陰極200在每次循環(huán)時進入工件500的行程來加工得到槽與削皮的組合?？梢灶愃频丶庸さ玫狡渌卣?，例如從進料孔到槽的平臺(plenum)。電解質(zhì)可以是天然堿性或者天然酸性的。電解質(zhì)可以是基于略微天然堿性的鹽，例如硝酸鈉或氯化鈉。電解質(zhì)可以是酸性的，例如硫酸或硝酸。酸性電解質(zhì)可咀嚼(侵蝕/腐蝕)所有材料。圖8a是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，顯示示例性槽的脈沖電化學(xué)加工方法的結(jié)果的透視圖。圖8a顯示形成了以pecm加工到模具坯件500的前表面508中的小釘和大釘?shù)牟邸D8b是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法之后的模具的橫截面圖，顯示來自前表面508的槽804和來自后表面504的進料孔512。槽804幾乎不展現(xiàn)出逐漸變細的情況至不展現(xiàn)出逐漸變細的情況。在靠近前表面508的806處測得的槽寬度是0.0191英寸(0.0485cm)，在一半深度808處的槽寬度也是0.0191英寸(0.0485cm)，以及在靠近槽810底部與進料孔512相交處，槽寬度也是0.0191英寸(0.0485cm)。圖8c是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法之后的模具的橫截面圖，顯示形成在來自前表面508的槽804和來自后表面504與槽相遇的孔512之間的小釘812和大釘816。如圖8c所示，采用pecm技術(shù)，在釘側(cè)812、816上加工出了幾何特征820，例如削皮。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，電介質(zhì)涂層258限制了對于陰極面的加工，因此改善了槽逐漸變窄的情況，增加了加工效率，并且提供了槽深度上的恒電流受控工藝。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，至少布置在一部分的陰極壁208上的涂層258可具有高電阻率，例如，能夠阻擋約95％的電流。例如，能夠阻擋約99％的電流。涂層258可具有小于或等于50μm的厚度，并且經(jīng)受住4-15伏和大于300安培/cm2的情況。例如，涂層的厚度可以小于10μm、小于5μm、小于2μm、小于1.5μm、小于1μm、或者甚至小于50nm。例如，涂層厚度可以約為2-20μm、50nm至50μm、或者甚至0.1-10μm。當(dāng)涂層太厚時，在涂層與槽的表面之間可能存在機械干擾，或者當(dāng)涂層太厚時，由于工具角落的圓角化，釘?shù)慕锹淇赡馨l(fā)生圓角化。例如，絕緣涂層應(yīng)該具有高電阻(高度電絕緣)，能夠施加到陰極壁以布置在其上而不明顯干擾陰極的尺寸同時維持有效的絕緣性質(zhì)。涂層258能夠被施加到多孔結(jié)構(gòu)(非線性視覺施加)，例如聚合物的浸涂，并且能夠經(jīng)受住硝酸鈉溶液的高流量(30-60l/分鐘)，例如，ph為7-8的去離子(di)水中的8％硝酸鈉。涂層258和陰極200可以具有能夠剝離或重新施加涂層的能力。涂層258可以具有均勻厚度，能夠均勻地涂覆電極，與電極材料和表面具有良好的粘附。例如，可以通過edm生產(chǎn)電極并且電極可以具有edm表面精整。根據(jù)其他示例性實施方式，涂層258可以在低溫(例如，不超過100℃)施涂，不含釘孔和裂紋，耐電擊穿且耐磨損。耐磨性包括在施加到涂層258上的某些壓力條件下，對于流動的電解質(zhì)的腐蝕效應(yīng)的耐化學(xué)磨損和耐磨料磨損。根據(jù)這些示例性實施方式中的一部分，涂層258的電絕緣性質(zhì)可表述為介電常數(shù)大于0且小于或等于25。例如，介電常數(shù)可以大于0且小于或等于12、大于0且小于或等于8、大于0且小于或等于5、大于0且小于或等于3、或者甚至大于或等于2且小于或等于12。涂層材料的示例性實施方式包括聚合物，例如，丙烯酸類、環(huán)氧樹脂、聚烯烴、聚對二甲苯、聚氨酯、硅酮、硅氧烷類、聚酰亞胺類、碳氟化合物、苯并環(huán)丁烯、對-聚亞二甲苯、不飽和聚酯、醇酸聚酯、聚乙烯、酚醛類、聚酰胺類、聚砜類、聚芳基醚醚酮、聚對苯二甲酸丁二酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、復(fù)合物與納米復(fù)合物及其組合。丙烯酸類可以包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，以及可以將丙烯酸類與其他聚合物結(jié)合以改變性質(zhì)。聚氨酯可以包括1-6類型的聚氨酯。硅酮可以包括例如甲基硅酮、苯基硅酮、苯基-甲基硅酮。硅氧烷類可以包括例如聚硅氧烷類、二甲基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基乙烯基硅氧烷、氟甲基乙烯基硅氧烷。聚酰亞胺類可以包括例如均苯四甲酸二酐(pmda)和氧代二苯胺(oda)。氟碳化合物可以包括例如，聚四氟乙烯(ptfe)、聚(乙烯-共四氟乙烯)(etfe)、氯三氟乙烯(ctfe)等。苯并環(huán)丁烯可以包括例如甲基環(huán)戊烯酮醇。對-聚亞二甲苯可以包括例如聚對二甲苯類型c、n、d和ht。不飽和聚酯：不飽和聚酯通過經(jīng)由乙烯單體(例如，苯乙烯、二烯丙基鄰苯二甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯和二乙烯基苯等)的長直鏈的交聯(lián)固化。醇酸聚酯可以包括例如涂料、清漆、絕緣涂層以及金屬的腐蝕保護涂層等。聚乙烯類可以包括例如，聚氯乙烯(pvc)和聚乙烯醇縮甲醛(formvar)，例如，聚乙烯醇(pva)、聚乙烯丁縮醛(pvb)等。聚酰胺可以包括例如尼龍。共聚化可以包括將聚酰亞胺與聚硅氧烷結(jié)合以產(chǎn)生電介質(zhì)材料。復(fù)合物和納米復(fù)合物可以包括例如，聚酰亞胺-陶瓷復(fù)合物，即將金屬氧化物(氧化鋁和氧化鈦等，及其組合)添加到聚酰亞胺以產(chǎn)生電介質(zhì)材料。涂層材料的示例性實施方式包括非聚合物，例如，氮化硼、無定形碳、鉆石狀碳(dlc)、氮化鋁、氮化硅、無定形硅、二氧化硅(氧化硅)、多孔硅、陽極處理過的鋁、鋁氧化物(氧化鋁)、陽極處理過的鈦以及氧化鈦(二氧化鈦)等，及其組合。氮化硼可以是可溶于堿性熔鹽和氮化物(例如，naoh-na2co3、nano3、li3n、mg3n2)中。氮化鋁可以抵抗熔鹽攻擊。氮化硅可以用作電介質(zhì)并且可以以化學(xué)氣相沉積(cvd)的方式布置在至少一部分的陰極壁208上。無定形硅可以經(jīng)過改性(改性的無定形硅)，以降低介電常數(shù)。涂層材料的示例性實施方式可以包括無定形硅、具有高介電強度的含氟聚合物涂層、陶瓷氧化物或聚合物的熱噴涂層、以及等離子體電解氧化(其提供超硬的陽極處理(al、mg、ti))等。沉積可以是浸涂、噴涂、靜電、流化床、化學(xué)氣相沉積(cvd)、等離子體氣相沉積(pvd)以及真空沉積等。根據(jù)這些示例性實施方式，涂層258可以包括本文所述的涂層材料以這些涂層材料中的一種或多種的組合，例如，這些涂層材料的多層。所述多層可以包括涂層材料的基底層，或者布置在陰極壁208上的涂層材料與一層或多層額外涂層材料層的組合，或者布置在基底層上的涂層材料的組合。例如，基底層可以比所述額外層提供與陰極壁208更好的粘附。所述額外層可以比基底層提供更好的抗電解質(zhì)有害影響或者更大的電阻率。所述額外層與基底層的粘附可以比與陰極壁208的粘附更好。所述多層可以包括具有與所述額外層不同結(jié)構(gòu)和/或組成的基底層。例如，多層中的基底層可以具有晶體結(jié)構(gòu)，而所述額外層可以具有無定形結(jié)構(gòu)。例如，多層中的基底層可以包括第一組合物，而所述額外層可以包括第二組合物。實施例下文參照某些示例性和具體實施方式來進一步描述本公開內(nèi)容，其僅僅是示意性的，并不旨在進行限制。根據(jù)一些實施例，制備一系列的測試陰極工具和測試工件，從而根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，采用pecm設(shè)備100在測試工件中加工出槽。圖9a顯示示例性陰極900。對于示例性陰極900，測試了數(shù)種材料，例如420不銹鋼和碳化鎢(wc)。示例性陰極900包括：用于安裝到pecm設(shè)備100中的安裝孔904，底座908，延伸部916用于模擬例如參見圖3上文所述的陰極壁208。延伸部具有高度910、寬度912和厚度914。圖9b和9c分別顯示示例性工件920的俯視圖和橫截面?zhèn)纫晥D。對于示例性工件陽極920，測試了數(shù)種材料，例如不銹鋼。示例性陽極920包括從頂表面928加工處理的槽924。在靠近頂表面928的位置934處和靠近槽940的底部的936處測量槽側(cè)表面930與932之間的槽寬度，以確定從寬度934到寬度936的逐漸變細情況。采用如上文所述的pecm設(shè)備的示例性測試參數(shù)見表1。表1表2提供了布置在420不銹鋼和wc的實施例陰極上的實施例電介質(zhì)涂層。改性無定形硅經(jīng)過改性以降低介電常數(shù)。表2圖10表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的比較例a、b和c的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。對于這些未涂覆的420不銹鋼樣品，隨著槽深度增加，電流急劇上升。電流的提升表明來自次級電化學(xué)去除416所導(dǎo)致的槽逐漸變細412。圖11表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的實施例d、e和f的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。實施例d、e和f涂覆了聚硅氧烷。槽逐漸變細的情況沒有未涂覆的比較例那么嚴(yán)重，但是聚硅氧烷與陰極的粘附不佳，如圖12和13所示。圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在用聚硅氧烷1218層涂覆壁1216之后和在測試之前的實施例陰極工具1200的側(cè)視圖。腐蝕面1212顯示在陰極工具1200的底部，并且未經(jīng)涂覆。圖13是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在測試1300之后的圖12的實施例陰極工具的側(cè)視圖。從附圖可以看出，壁1316損失了涂層1318，將壁1316暴露于靠近腐蝕面1212易受次級電化學(xué)去除416的區(qū)域1342，這會引起與圖11的數(shù)據(jù)相符合的槽逐漸變細的情況。圖14表示在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，隨著槽深度增加的實施例g、h和i以及比較例a的電輸出特性數(shù)據(jù)圖。圖15是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在涂覆之后和在測試之前的實施例陰極工具1500的側(cè)視圖。實施例陰極1500具有布置在壁1516上的聚對二甲苯1518涂層，在腐蝕面1512上沒有布置涂層。圖16是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的脈沖電化學(xué)加工方法和設(shè)備中，在測試1600之后的圖15的實施例陰極工具的側(cè)視圖。從附圖可以看出，壁1616維持涂層1618靠近腐蝕表面1612。電介質(zhì)涂層1618提供保護免受會引起與圖14的數(shù)據(jù)相符合的槽逐漸變細的次級電化學(xué)去除。對于三個實施例，觀察到隨著槽深度近乎恒定的電流，表明涂層看上去阻擋了陰極中的側(cè)壁電流。表3顯示比較例a、b和c的槽逐漸變細情況，相比較而言，根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的實施例g、h和i具有較少的槽逐漸變細至沒有槽逐漸變細的情況。表3實施例槽逐漸變細(英寸)a(比較例)0.0015b(比較例)0.0015c(比較例)0.002g0.0001h0.0i0.0002根據(jù)本公開內(nèi)容提供的pecm的設(shè)備和方法的優(yōu)勢包括：產(chǎn)生的特征的表面精整沒有被再熔化的材料覆蓋，實現(xiàn)擠出壓力的降低。本公開內(nèi)容的示例性實施方式提供了可重復(fù)使用的非損耗陰極，節(jié)約了在待切割凹槽的形狀中重新制作昂貴的插入式edm電極的成本?？梢圆捎胮ecm在釘側(cè)加工出幾何特征，實現(xiàn)了生產(chǎn)較高強度蜂窩體，其可以采用縮短的燒制循環(huán)加工，改善了效率和降低了制造成本。本公開內(nèi)容的示例性實施方式提供了這樣一種方法和設(shè)備，其中，在基底金屬中沒有發(fā)生冶金變化，實現(xiàn)了改善的表面精整質(zhì)量和更好的磨損涂層粘附，由于更好的蜂窩幾何精度和均勻性，導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)量增加。由于陰極上的電絕緣涂層，本公開內(nèi)容的示例性實施方式還提供了改善的生產(chǎn)效率，所述電絕緣涂層防止次級電化學(xué)去除和對加工活動進行具體限定，以改善擠出模具幾何精度得到更好的蜂窩幾何精度和均勻性。所揭示的設(shè)備和方法提供了對于硬化合金的有效和經(jīng)濟性加工，因為通過溶解而非物理去除實現(xiàn)了材料去除。根據(jù)本公開內(nèi)容提供的pecm設(shè)備和方法的另一個優(yōu)勢在于，沒有發(fā)生微裂紋，防止了工件中的裂紋引發(fā)或者其他失效機制。應(yīng)理解的是，出于本公開內(nèi)容的目的，“x、y和z中的至少一種”可解釋為僅有x、僅有y、僅有z，或者x、y和z中的兩個或更多個項目的任意組合(例如，xyz、xyy、yz、zz)。本說明書通篇涉及示例性實施方式以及本說明書通篇的類似語言可以涉及相同實施方式，但不一定如此。此外，本文所述的涉及示例性實施方式的主題物質(zhì)的特征、結(jié)構(gòu)、或性質(zhì)可以任何合適的方式組合在一個或多個示例性實施方式中。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可以在不偏離本公開的精神或范圍的情況下對本公開進行各種修改和變化。因此，考慮所附權(quán)利要求書覆蓋了本文的修改和變化形式，只要它們落在所附權(quán)利要求及其等同方式的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12