The invention relates to a micro electrolytic line cutting carbon nanotube fiber tool cathode and a preparation method thereof, belonging to the field of micro electrochemical machining. The characteristics of the method are as follows: first, the carbon nanotube fiber is mounted on an on-line electrode clamp through a conductive fastening screw, and then a layer of metal is plated on the local surface or the whole surface of the original carbon nanotube fiber by a micro electroplating method to improve the overall conductivity of the carbon nanotube fiber to meet the micro electrolytic wire cutting. In the end, using the excellent surface hydrophilic properties of carbon nanotube fibers and the reciprocating vibration in the direction perpendicular to the feed, the mass transfer rate in the micro machining gap is accelerated and the stability and efficiency of micro electrolysis wire cutting are improved.
【技术实现步骤摘要】
微细电解线切割碳纳米管纤维工具阴极及其制备方法
本专利技术涉及一种微细电解线切割碳纳米管纤维工具阴极及其制备方法,属于微细电化学加工领域。
技术介绍
微细电解线切割加工技术是一种基于电化学阳极溶解原理的减材制造方法。它以直径为数微米至数十微米的金属丝作为工具线电极,通过结合多轴数控运动,可实现任意形状的平面轮廓结构的制备,特别适合于微缝、微槽和具有大深宽比的金属微结构的加工。与其他微细加工方法相比,微细电解线切割技术具有可加工范围广(不受材料强度和硬度的限制)、效率高、表面无再铸层和微裂纹,以及工具电极无损耗等特点。线电极是进行微细电解线切割加工的必备条件,其特征尺寸直接影响成型零件的质量,其性能直接影响线切割加工过程的稳定性和效率。当采用线电极去电解加工高深宽比微细结构的时候,由于侧面间隙通常缩小到数微米甚至达到亚微米尺度,加工产物极易蓄积在加工区内,导致加工区局部电解液成分、浓度发生很大程度的改变,从而降低反应速度,甚至造成短路,使加工无法持续进行。据文献报道,研究人员分别提出了环形线电极单向走丝、线电极轴向往复微幅振动和线电极往复运丝等强化传质方法,以提高微细电解线切割的加工质量、效率和稳定性。以上所述方法的共同特点是均利用线电极在轴向上的运动,促使加工间隙内的电解液流动,从而提高间隙内的传质速度。然而,目前常用的线电极都是金属材质,例如钨丝、钼丝、铂丝等。这类电极丝表面相对较光滑,通过其运动所产生的“拖拽力”很难造成间隙内电解液的快速流动,这也是加工效率无法进一步提高的主要因素之一。传统微流体研究中经常重点关注如何降低流动阻力的问题,而在微细电解线 ...
【技术保护点】
一种微细电解线切割碳纳米管纤维工具阴极,其特征在于:包括阴极线电极夹具(2)、两端通过导电紧固螺钉(1)固定于阴极线电极夹具(2)的碳纳米管纤维(3);碳纳米管纤维(3)在阴极线电极夹具(2)的缺口结构(5)处为加工段,其余部分为非加工段;上述碳纳米管纤维(3)表面形貌呈螺旋状,直径为5~30μm;上述碳纳米管纤维(3)的非加工段电镀有10~15μm的金属镀层(11),该金属镀层(11)材质为银或镍或铜。
【技术特征摘要】
1.一种微细电解线切割碳纳米管纤维工具阴极,其特征在于:包括阴极线电极夹具(2)、两端通过导电紧固螺钉(1)固定于阴极线电极夹具(2)的碳纳米管纤维(3);碳纳米管纤维(3)在阴极线电极夹具(2)的缺口结构(5)处为加工段,其余部分为非加工段;上述碳纳米管纤维(3)表面形貌呈螺旋状,直径为5~30μm;上述碳纳米管纤维(3)的非加工段电镀有10~15μm的金属镀层(11),该金属镀层(11)材质为银或镍或铜。2.根据权利要求1所述的一种微细电解线切割碳纳米管纤维工具阴极的制备方法,其特征在于包括以下过程:步骤1.将碳纳米管纤维(3)通过导电紧固螺钉(1)安装在线电极夹具(2)上;其中阴极线电极夹具(2)的缺口结构(5)处的碳纳米管纤维上安装一个绝缘套管(4);步骤2.将工具阴极浸入装有电镀液(6)的电镀槽(7)中,对碳纳米管纤维(3)非加工段进行微细电镀,使其表面形成均匀的金属镀层(11),电镀的电流密度为10~20A/dm...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾永彬,孟岭超,朱荻,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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