轉(zhuǎn)筒3位于電鑄槽6內(nèi)、通過傳動裝置2與電機I連接，葉盤18固定在轉(zhuǎn)筒3外表面，且位于葉盤18根部的轉(zhuǎn)筒3筒壁上設(shè)有通孔。所述螺旋提升器4固定在轉(zhuǎn)筒3內(nèi)部；所述電沉積系統(tǒng)包括電源19、電流表、電壓表、導電刷和芯模5，芯模5作陰極，所述電源19的負極與芯模5相連接，葉盤18作陽極，電源19的正極通過導電刷與葉盤18接通，并在電路中串聯(lián)電流表和并聯(lián)電壓表，所述芯模5固定在底板7上。通過電路中的電流表和電壓表控制加工中的電流和工作電壓，若采用脈沖電源19時，可根據(jù)需要選擇輸出波形。
[0029]作為陽極工具的轉(zhuǎn)筒3，由電機I帶動旋轉(zhuǎn)；作為陰極工具的圓筒形沉積件芯模5，其內(nèi)側(cè)輪廓為所需零件形狀。在儲液槽12注入電鑄液13，電鑄液13中須含所沉積金屬材料的陽離子，金屬陽離子的濃度可根據(jù)實際加工速度需要適當調(diào)節(jié)。向電鑄槽6中添加直徑為I?4_的硬質(zhì)顆粒21。開啟磁力栗11，儲液槽12中的電鑄液13在磁力栗11的作用下抽出送入電鑄槽6的進液口進入的葉盤18 ;開啟電機I轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，由傳動裝置2帶動轉(zhuǎn)筒3轉(zhuǎn)動，葉盤18、螺旋提升器4隨轉(zhuǎn)筒3轉(zhuǎn)動。在葉盤18旋轉(zhuǎn)作用下，電鑄液13受離心力作用被猛烈甩出，噴濺在圓筒形芯模5表面，反應(yīng)生成電鑄層22。同時，硬質(zhì)顆粒2121由螺旋提升器4提升送入葉盤18，在離心力的作用下高速沖擊電鑄層22，實現(xiàn)噴丸強化的作用。沖擊芯模5后，電鑄液13、硬質(zhì)顆粒21落在收集板17上，電鑄液13經(jīng)電鑄槽6的出液口及過濾器16流回儲液槽12中，硬質(zhì)顆粒21經(jīng)收集板17的傾斜導流作用沉淀至電鑄槽6底部，電鑄液13、硬質(zhì)顆粒21分別循環(huán)使用。
[0030]通過溫控加熱器15控制電鑄液13的溫度，保持電鑄液13溫度恒定在50°C?60°C，以確保反應(yīng)的順利進行。電鑄22達到規(guī)定的厚度時，切斷電源19，停止電沉積，將芯模5取出，清洗干燥后，分離金屬沉積層，即可得到滿足性能要求的電鑄沉積材料。
[0031]圖2是離心式噴丸電鑄加工的沉積示意圖。轉(zhuǎn)筒3上葉盤18的形狀為簸箕形狀，有利于將電鑄液13、硬質(zhì)顆粒21轉(zhuǎn)動甩出噴射。葉盤18的形狀可根據(jù)加工零件的形狀要求選擇，以滿足不同零件的性能要求。
[0032]由于旋轉(zhuǎn)離心力作用，硬質(zhì)顆粒21隨電鑄液13 —起被高速甩出，噴射、擊打在芯模5的內(nèi)表面，在電鑄沉積反應(yīng)過程中復合了表面噴丸處理，不僅可以有效的防止沉積層吸附氣泡以及產(chǎn)生積瘤，還可以在沉積材料中形成殘余壓應(yīng)力，改善其抗疲勞強度；也可以通過調(diào)節(jié)電機I的轉(zhuǎn)速控制離心力大小，從而有效地控制電沉積速率。
[0033]較佳地，所述轉(zhuǎn)筒3的轉(zhuǎn)速為100?500r/min，硬質(zhì)顆粒21在溶液中的體積比為1/4?1/3。所添加的硬質(zhì)顆粒21中75%選用直徑I?2.5毫米的絕緣陶瓷球丸，另有25%為所沉積金屬的球丸，所沉積金屬的球丸的直徑為2?4毫米，所沉積金屬的球丸逐漸溶解到所述電鑄液13中補充電鑄液13中所述金屬陽離子的濃度，硬質(zhì)顆粒21的含量需根據(jù)實際加工零件面積大小適量添加。
[0034]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種離心式噴丸電鑄制造裝置，其特征在于，主要由電鑄槽(6)、離心旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、電沉積系統(tǒng)和溶液循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成；所述溶液循環(huán)系統(tǒng)包括儲液槽(12)、磁力栗(11)、球閥(9)、溢流閥(10)、電鑄槽(6)、收集板(17)和螺旋提升器(4)，所述電鑄槽(6)內(nèi)壁上設(shè)有底板(7)，所述收集板(17)傾斜固定在電鑄槽(6)底部，儲液槽(12)與電鑄槽(6)之間設(shè)有循環(huán)管道，所述磁力栗(11)、壓力表(8)、球閥(9)設(shè)置在循環(huán)管道上，所述磁力栗(11)并聯(lián)有溢流閥(10)，所述電鑄槽(6)的進液口位于電鑄槽(6)的頂面上，所述電鑄槽(6)的出液口處設(shè)置有過濾器(16);所述離心旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括電機(I)、傳動裝置(2)、轉(zhuǎn)筒(3)和葉盤(18)，離心旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)固定在電鑄槽(6)頂端，所述轉(zhuǎn)筒(3)位于電鑄槽￠)內(nèi)、通過傳動裝置⑵與電機⑴連接，葉盤(18)固定在轉(zhuǎn)筒(3)外表面，且位于葉盤(18)根部的轉(zhuǎn)筒(3)筒壁上設(shè)有通孔；所述螺旋提升器(4)固定在轉(zhuǎn)筒(3)內(nèi)部；所述電沉積系統(tǒng)包括電源(19)、電流表、電壓表、導電刷和芯模(5)，芯模(5)作陰極，所述電源(19)的負極與芯模(5)相連接，葉盤(18)作陽極，電源(19)的正極通過導電刷與葉盤(18)接通，并在電路中串聯(lián)電流表和并聯(lián)電壓表，所述芯模(5)固定在底板(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式噴丸電鑄制造裝置，其特征在于，所述儲液槽(12)中裝有溫控加熱器(15)和攪拌器(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式噴丸電鑄制造裝置，其特征在于，所述電源(19)為脈沖電源(19) ο4.離心式噴丸電鑄制造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)儲液槽(12)中添加包含電沉積金屬陽離子的電鑄液(13)，電鑄槽(6)中添加直徑為1-4mm的硬質(zhì)顆粒(21)； (2)開啟磁力栗(11)，儲液槽(12)中的電鑄液(13)在磁力栗(11)的作用下抽出送入電鑄槽(6)的進液口進入的葉盤(18);開啟電機(I)，調(diào)節(jié)電機⑴轉(zhuǎn)速，傳動裝置⑵帶動轉(zhuǎn)筒(3)轉(zhuǎn)動，葉盤(18)、螺旋提升器(4)隨轉(zhuǎn)筒(3)轉(zhuǎn)動；在葉盤(18)旋轉(zhuǎn)作用下，電鑄液(13)受離心力作用被猛烈甩出，噴濺在圓筒形芯模(5)表面，反應(yīng)生成電鑄層(22);同時，硬質(zhì)顆粒(21)由螺旋提升器(4)提升至一定高度，通過轉(zhuǎn)筒(3)壁上的通孔送至轉(zhuǎn)筒(3)上高速旋轉(zhuǎn)的葉盤(18)，隨電鑄液(13) —起噴射、擊打在芯模(5)的表面，在電沉積反應(yīng)過程中復合表面噴丸處理； (3)沖擊芯模(5)后，電鑄液(13)、硬質(zhì)顆粒(21)落在收集板(17)上，電鑄液(13)經(jīng)電鑄槽出)的出液口及過濾器(16)流回儲液槽(12)中，硬質(zhì)顆粒(21)經(jīng)收集板(17)的傾斜導流作用沉淀至電鑄槽(6)底部，電鑄液(13)、硬質(zhì)顆粒(21)分別循環(huán)使用。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心式噴丸電鑄制造方法，其特征在于，所述步驟(I)中還包括通過溫控加熱器(15)控制電沉積液的溫度保持在50°C?60°C，以及利用攪拌器(14)攪拌電鑄液(13)的過程。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心式噴丸電鑄制造方法，其特征在于，所添加的硬質(zhì)顆粒(21)中75%選用直徑I?2.5_的絕緣陶瓷球丸，另有25%為所沉積金屬的球丸，所沉積金屬的球丸的直徑為2?4_，所沉積金屬的球丸逐漸溶解到所述電鑄液(13)中補充電鑄液(13)中所述金屬陽離子的濃度。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心式噴丸電鑄制造方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)筒(3)的轉(zhuǎn)速為100?800r/min，硬質(zhì)顆粒(21)在溶液中的體積比為1/4?1/3。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種離心式噴丸電鑄制造方法及裝置，利用旋轉(zhuǎn)葉盤產(chǎn)生的離心力使電鑄液和球形硬質(zhì)顆粒噴射、撞擊電鑄芯模表面，從而在電鑄芯模的陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，沉積成形制備出所需形狀的零件，屬于特種加工中的電化學加工領(lǐng)域。在離心力的作用下，硬質(zhì)顆粒被一起甩出、擊打在芯模表面，使鑄造過程既實現(xiàn)了噴射電沉積的快速成形制造，又達到了表面噴丸強化處理的效果，將二者同步復合可有效防止沉積表面氣泡吸附以及積瘤的產(chǎn)生，提高表面平整度和光潔度，又可對表面沖壓產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，改善鑄層的抗疲勞強度。本發(fā)明可用于零件內(nèi)表面缺陷修復和性能強化，功能材料的快速制備以及腔體類零件的表面涂鍍。
【IPC分類】C25D1/00
【公開號】CN105177639
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張朝陽, 姜雨佳, 聶昕, 莊鴻武, 黃磊, 陸海強, 劉皋, 郭曉杰
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月17日