專利名稱：磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于金相試樣電解拋光的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽。
電解拋光是利用陽極溶解作用，使金屬試樣表面凸起部分較快溶解，以形成平滑表面的方法。實(shí)現(xiàn)金相試樣電解拋光的電解槽，有浸漬式和噴射式兩類。浸漬式電解拋光槽中，試樣被拋光表面浸在低速流動或低速攪拌的電解液中，通電后靠陽極試樣表面及附近形成的固體膜和粘液層來實(shí)現(xiàn)表面微觀和宏觀拋光。通過粘液層的擴(kuò)散來控制拋光過程。浸漬式電解拋光速度低、樣面光澤差，有時(shí)還會在樣面上形成沉積膜而需要清洗。浸漬拋光需要按電流電壓特性曲線選擇規(guī)范。由于不同材質(zhì)的試樣在不同電解液中的特性曲線多不相同，因而電解拋光的規(guī)范選擇復(fù)雜，常需試驗(yàn)確定。噴射式電解拋光槽中，電解液被垂直噴射到試樣被拋光表面。噴射電解拋光時(shí)，在極化曲線上不出現(xiàn)極限電流，在試樣被拋光表面及其附近也不大可能存在粘液層，噴射拋光的規(guī)范選擇容易，拋光速度快，獲得的拋光面光澤好，但現(xiàn)有的噴射式電解拋光槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜、清洗不便，磁力驅(qū)動泵起動困難，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子容易發(fā)生跳動或停轉(zhuǎn)。電解拋光槽中陽極試樣與陰極之間的距離不易調(diào)節(jié)。噴射式電解拋光槽一般不能作電解浸蝕槽使用。此外，電解拋光時(shí)因邊緣與梭角處優(yōu)先溶解而造成的塌陷問題，無論是浸漬式拋光或是噴射式拋光都沒有得到滿意的解決。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、起動容易、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、清洗方便、電極間距可調(diào)，既能進(jìn)行噴射式拋光又能進(jìn)行浸漬式拋光和電解浸蝕的磁力驅(qū)動電解拋光槽。而且能較好地解決邊梭的拋光塌陷問本發(fā)明的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽(見圖2)主要由槽體、磁力驅(qū)動裝置和電極組成。電解拋光槽槽體(見圖1)由薄壁園筒2、導(dǎo)噴盤4、噴嘴5、試樣托盤6和容器3組成。薄壁園筒2的外徑略小于容器3，內(nèi)壁與導(dǎo)噴盤4通過螺紋聯(lián)接。導(dǎo)噴盤4可以沿薄壁園筒2升降，以調(diào)節(jié)拋光時(shí)的電極間距離和調(diào)整電解液的一次需用量。薄壁園筒2還有使電力線分布均勻的作用。在噴射拋光時(shí)，電解液會沿容器3和薄壁園筒2之間的配合間隙上升。為了防止電解液外溢，在稍低于容器3高度的薄壁園筒2上部園周壁上開有若干個(gè)回流孔32。導(dǎo)噴盤4的邊周設(shè)置有噴嘴5。噴嘴5可以固定在導(dǎo)噴盤4上，亦可用螺紋聯(lián)接，以便更換不同噴口大小的噴嘴和調(diào)節(jié)噴口與試樣被拋光面之間的距離，噴嘴5的噴口口徑一般小于導(dǎo)噴盤4外徑的 1/4 。也可以設(shè)置多個(gè)口徑大小不同的噴嘴，根據(jù)試樣拋光需要選用。試樣托盤6安放在導(dǎo)噴盤4的臺肩33上。試樣托盤6的邊周對應(yīng)于噴嘴5的園周上開有多個(gè)大小形狀各不相同的窗孔29。使用時(shí)根據(jù)被拋光試樣的大小和形狀，將所需的窗孔29對正噴嘴5的噴口，試樣就壓放在窗孔29上。為了改善電解液的回流，窗孔29的下端進(jìn)行倒角。窗孔29的上端可以有一平凸臺31。一般金相檢驗(yàn)試樣的拋光面就貼合在窗孔29的上端凸臺平面上。對于作表層金相檢驗(yàn)的試樣，為了減少電解拋光時(shí)因邊緣優(yōu)先溶解而造成塌陷的現(xiàn)象，窗孔29的上端應(yīng)做成倒錐或斜口31形式。試樣7所要拋光的邊緣緊貼在窗孔29的斜口30上，使電解液能射到所要拋光的邊梭而不讓它穿漏。窗口29上端斜口30的傾斜角度不宜過大，以免影響射向被拋光面的電解液回流而降低拋光效果。斜口傾角一般應(yīng)≤60°。為了便于電解液的回流，導(dǎo)噴盤4與試樣托盤6的中心分別開有回流孔27和28，其孔徑一般比噴嘴5的進(jìn)水口略大。導(dǎo)噴盤4與試樣托盤6之間亦需有適當(dāng)?shù)幕亓鏖g隙34，以便噴射時(shí)電解液的回流。容器3除存儲電解液外，兼作陰極，它與接陰極的冷阱阱芯9相接觸。薄壁園筒2、導(dǎo)噴盤4、試樣托盤6與噴嘴5都用耐蝕絕緣材料制造。容器3則由耐蝕無磁性的導(dǎo)體材料制成。磁力驅(qū)動裝置(見圖2)，主要由電機(jī)15、磁鋼24和磁性轉(zhuǎn)子1組成。其構(gòu)造與作用與一般磁力攪拌器相同。使用時(shí)，將電解液倒入容器3，放進(jìn)磁性轉(zhuǎn)子1。然后將容器3連同電解槽槽體放置在磁鋼24的上方。電機(jī)15通過磁鋼24帶動磁性轉(zhuǎn)子1高速轉(zhuǎn)動，容器3內(nèi)的電解液在薄壁園筒2中作高速回轉(zhuǎn)。高速回轉(zhuǎn)的電解液在中心形成旋渦，邊周則受離心力和器壁約束而上升，通過導(dǎo)噴盤4和噴嘴5向上噴射到試樣7的被拋光表面。改變電機(jī)15的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)噴盤4及試樣托盤6浸入電解液的深度，不僅可調(diào)節(jié)電解液的噴射高度，而且還可作浸漬式電解拋光或電解浸蝕使用。
同現(xiàn)有電解拋光槽相比，本發(fā)明的旋噴電解拋光槽有以下特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。與一般噴射式電解拋光槽不同，它沒有固定的泵體和泵蓋。因而克服了一般磁力泵存在的運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)和轉(zhuǎn)子容易跳動的缺點(diǎn)。
2.試樣托盤上拋光窗孔的設(shè)計(jì)，能簡便地滿足不同大小和形狀的試樣拋光需要，并且較好的解決了電解拋光中長期存在的邊梭優(yōu)先溶解而造成的塌邊問題。
3.電極間距在一定范圍內(nèi)可調(diào)。一般噴射式電解拋光槽的電極間距多為固定。旋噴電解拋光槽可以通過電極間距的改變來調(diào)節(jié)拋光電流大小。而且在拋光試樣不多的情況下，節(jié)省電解液的一次需用量。
4.功能多，不僅可以進(jìn)行噴射式電解拋光，也能進(jìn)行浸漬式拋光和作電解浸蝕槽使用。


圖1為磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽槽體剖面圖。
圖2為半導(dǎo)體致冷電解拋光儀剖面圖1.磁性轉(zhuǎn)子2.薄壁園筒3.容器4.導(dǎo)噴盤5.噴嘴6.試樣托盤7.試樣8.上箱蓋9.冷阱阱芯10.冷阱阱口11.陰極引線12.致冷電堆13.試樣壓桿14.致冷電源15.電機(jī)16.保溫材料17.散熱器18.箱框側(cè)板19.測溫頭20.塑料隔板21.中隔板22.箱底蓋23鋁壓板24.磁鋼25.鋁法蘭26.電機(jī)調(diào)速電源27.導(dǎo)噴盤回流孔28.試樣托盤回流孔29.窗孔30.斜口31平凸臺32.回流孔33.臺肩34.回流間隙本發(fā)明的實(shí)施例圖2為半導(dǎo)體致冷電解拋光儀的冷阱及其安放在冷阱中的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽。
半導(dǎo)體冷阱主要由冷阱阱芯9、半導(dǎo)體致冷電堆12、散熱器17、冷阱阱口10、測溫頭19等組成。冷阱阱芯9為鋁質(zhì)或無磁性的不銹鋼制成的園桶。外壁接陰極。內(nèi)腔尺寸為112×100mm。致冷電堆12可選用BZT3－11722或CT1－12705致冷塊。測溫頭19為熱敏電阻。磁力驅(qū)動裝置用的電機(jī)15為ND－D型無級變速可逆電機(jī)。固定在冷阱阱芯9的下方。磁鋼24用鋁質(zhì)法蘭25和鋁壓板23固定在電機(jī)15的軸上。磁性轉(zhuǎn)子1可用F4型密封式磁力攪拌子。盛電解液的容器3為18－8不銹鋼杯。內(nèi)徑110mm，高110mm。薄壁園筒2可用內(nèi)徑為100mm的厚壁PVC塑料水管制成。內(nèi)壁螺紋為M105×2，與導(dǎo)噴盤4的外螺紋相配。噴嘴5用螺紋安裝在導(dǎo)噴盤4上。噴嘴5的噴口直徑為φ8～φ25mm。試樣托盤6為φ96×5的園盤。安放在導(dǎo)噴盤4的臺肩30上。正對噴嘴5的試樣托盤6上，開有大小及形狀不同的窗孔29，以供不同要求的拋光試樣選用。拋光窗孔29下端進(jìn)行倒角，上端除有凸臺外，窗孔可開出斜口或倒錐。試樣壓桿13由φ4mm18－8不銹鋼鋼絲彎成。試樣壓桿13接拋光電源的陽極。電解拋光時(shí)，將適量電解液及磁性轉(zhuǎn)子放入不銹鋼容器3內(nèi)。容器3連同電解拋光槽體一起放入冷阱阱芯9中，調(diào)整好導(dǎo)噴盤4在電解液中的浸入深度。試樣7安放在對正噴嘴5的試樣托盤6的窗孔29上，用試樣壓桿13壓住。開動電機(jī)15使磁鋼24帶動磁性轉(zhuǎn)子1高速旋轉(zhuǎn)，電解液就從噴嘴5的噴口噴出，射到試樣被拋光表面，接通拋光電流后即可進(jìn)行金相試樣的噴射式電解拋光。
旋噴電解拋光槽要作浸漬電解拋光時(shí)，將導(dǎo)噴盤4連同試樣托盤6一起旋入電解液，使試樣被拋光面浸入電解液大約1～3mm左右深。啟動電機(jī)15使磁性轉(zhuǎn)子對電解液作低速攪拌，接通拋光電源即可進(jìn)行浸漬式電解拋光。
試樣拋光面的電解浸蝕亦可在旋噴電解拋光槽中進(jìn)行，將導(dǎo)噴盤4連同試樣托盤6一起旋入電解液1～3mm深。接通電解浸蝕電流，就可按所選規(guī)范進(jìn)行試樣的電解浸蝕。電解浸蝕時(shí)磁性轉(zhuǎn)子一般不作轉(zhuǎn)動，電解液在靜態(tài)下進(jìn)行浸蝕。
權(quán)利要求1.一種主要用于金相試樣電解拋光的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽，它主要由槽體、磁力驅(qū)動裝置和電極組成，其特征在于槽體由薄壁園筒2、導(dǎo)噴盤4、噴嘴5、試樣托盤6和容器3組成，薄壁園筒2置于容器3中，薄壁園筒2的內(nèi)壁與導(dǎo)噴盤4用螺紋配合，導(dǎo)噴盤4可以通過螺紋在筒內(nèi)升降，導(dǎo)噴盤4的邊周設(shè)有噴嘴5，試樣托盤6置于導(dǎo)噴盤4上方的臺肩30上，導(dǎo)噴盤4和試樣托盤6之間有回流間隙34，導(dǎo)噴盤4和試樣托盤6的中心都開有回流孔27、28，薄壁園筒2的上方也開有回流孔32。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽，其特征在于試樣托盤6在對應(yīng)于噴嘴5的園周上開有與試樣所需拋光面積相配合的一個(gè)或多個(gè)大小形狀各不相同的拋光窗孔29，窗孔29下端倒角，上方有平凸臺31，窗孔29的上端可開成斜口，斜口的傾斜角度不宜過大，一般應(yīng)≤60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽，其特征在于噴嘴5的噴口口徑一般小于導(dǎo)噴盤外徑的 1/4 ，導(dǎo)噴盤4及試樣托盤6上的回流孔27與28的孔徑略大于噴嘴5的進(jìn)水口直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽，其特征在于薄壁園筒2、導(dǎo)噴盤4、試樣托盤6、噴嘴5用耐腐蝕的絕緣材料制成，容器3則由耐蝕無磁性的導(dǎo)體材料制成。
專利摘要一種主要用于金相試樣電解拋光的磁力驅(qū)動旋噴電解拋光槽。利用電解液在圓筒中高速回轉(zhuǎn)時(shí)邊周上升的原理，由導(dǎo)噴盤與噴嘴直接將電解液均勻地噴射到試樣被拋光表面。通電后即可快速獲得平滑光澤的拋光效果。試樣托盤上拋光窗孔的設(shè)計(jì)不僅可以方便地改換拋光截面的大小和形狀，而且較好的解決了表面分析試樣的邊緣容易塌陷的問題。這種電解拋光槽結(jié)構(gòu)簡單，容易清洗和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，還可進(jìn)行浸漬式拋光和作電解浸蝕槽使用。
文檔編號G01N1/32GK2031404SQ8821908
公開日1989年1月25日 申請日期1988年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月21日
發(fā)明者張伯承 申請人:江蘇工學(xué)院