一种薄壁圆网的成形方法技术

一种薄壁圆网的成形方法，主要包括下列步骤：（a）将薄壁不锈钢管制作成管壁含有阵列孔的芯管；（b）将芯管一端管口封闭，从芯管的另一端管口向芯管内注入加热至熔融的高分子聚合物后，装入挤压杆；（c）推动挤压杆向内进给以缓慢挤压高分子聚合物，高分子聚合物因受压力作用从阵列孔中挤出，并形成柱状体，然后迅速将柱状体冷却至凝固体；（d）取出挤压杆后，将芯管与电铸电源负极相连，电铸阳极与电铸电源正极相连，在芯管上电沉积金属层；（e）待达到沉积金属层厚度要求后，关闭电铸电源，取出芯管，去除高分子聚合物，然后使电沉积金属层与芯管分离，从而形成金属薄壁圆网。本发明专利技术的方法操作简单、工艺成本低、适用性和实用性强。

Forming method of a thin-walled circular network

A method of forming a thin cylinder, which comprises the following steps: (a) will be made into a thin stainless steel pipe wall with hole array core tube; (b) the core tube is sealed at one end of the tube, the injection of polymer is heated to melt the nozzle from the other end of the core tube to the core tube, extrusion load (c) push rod; extrusion rod to slow inward extrusion of polymer, polymer due to pressure from the extrusion hole array, and form a column, and then quickly cooled to solid gel column; (d) remove the extrusion rod, the core tube and the electroforming power supply connected with the anode of the anode. Electroforming is connected with the positive pole of the power source and the core pipe in the electro deposited metal layer; (E) to meet the requirements of the deposition of metal layer thickness, close the electroforming, remove core tube, remove the polymer, and the electrodeposition of metals The layer is separated from the core tube to form a thin metal thin circular network. The method of the invention has the advantages of simple operation, low process cost, strong applicability and practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁圆网的成形方法
本专利技术涉及电铸加工领域，具体涉及一种薄壁圆网的成形方法。
技术介绍
目前，金属网孔状制件广泛运用于航空航天，冶金、化工、医疗机械、印染、纺织、制药等领域。而在印染，过滤等方面，金属圆网在这些方面都有极其重要的应用。迄今为止，金属网类制件的加工方法主要有机械加工、电火花加工、激光加工、电子束加工、电解加工、电铸加工等。其中，电铸加工以其复制精度高和擅长制造薄壁零件的独特工艺优势而更有发展潜力。圆网是一种含有大量网孔的无缝圆筒类薄壁零件。电铸圆网是电铸网状制品的重要应用之一。印花镍网是电铸圆网的代表性应用。印花镍网的阵列孔是通过电铸原理成形的，孔的三维廓形一般只能呈单喇叭形（锥形）特征。如果要加工其他三维廓形的孔，如双面非对称喇叭形或双面对称喇叭形等，需要二次电铸或其他辅助工艺。而且，这种基于过电铸原理的成形工艺，所制备孔的直径和深度存在严重的相互制约关系。此外，也有人采用不同形式的圆柱面光刻技术来制备用以定义阵列孔几何特征的掩膜，而后进行电铸加工，以制备几何形状更多样的圆网。光刻工艺需要特定的系列设备，操作环节多，综合成本很高。对此，本专利开发出一种新的薄壁圆网的成形方法，以期最大限度克服现有技术不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种工艺成本低，易于操作，适用性强的薄壁圆网的成形方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种薄壁圆网的成形方法，其特征在于：它包括以下步骤：（a）将薄壁不锈钢管制作成管壁含有阵列孔的芯管；（b）将芯管一端管口封闭，从芯管的另一端管口向芯管内注入加热至熔融的高分子聚合物后，装入挤压杆；（c）推动挤压杆向内进给以缓慢挤压高分子聚合物，高分子聚合物因受压力作用从阵列孔中挤出，并形成柱状体，然后迅速将柱状体冷却至凝固体；（d）取出挤压杆后，将芯管与电铸电源负极相连，电铸阳极与电铸电源正极相连，在芯管上电沉积金属层；（e）待达到沉积金属层厚度要求后，关闭电铸电源，取出芯管，去除高分子聚合物，然后使电沉积金属层与芯管分离，从而形成金属薄壁圆网。所述的阵列孔的横截面形状可为圆形、四方形、六边形等的一种或几种组合。实际加工中可根据需要来选择孔型。所述的芯管可为圆形管、方形管或多边形管。实际加工中可根据需要来选择管型。一般而言，优先选择圆形管。所述的高分子聚合物在熔融时的动力粘度系数为4000cps~20000cps，动力粘度系数太小，不利于挤出高质量的柱状体；动力粘度系数太大，不易获得高度均匀的柱状体。所述的高分子聚合物的熔点为70℃~200℃。由于电沉积加工的温度一般在25℃~70℃之间。熔点过低，挤出的柱状体因不能耐受电沉积较高的温度而变形；熔点过高，不利于在电铸加工完成后把高分子聚合物从阵列孔中去除。本专利技术的工作原理如下。把芯管的一端管口封闭后，从芯管的另一端管口向芯管内注入适量的熔融的高分子聚合物，然后端装入挤压杆，并缓慢推动挤压杆向内进给，以挤压芯管内的高分子聚合物。高分子聚合物在挤压杆的压力作用下，因受压缓慢向芯管内填充。当熔融的高分子聚合物充满芯管内的间隙后，持续的推压会迫使熔融的高分子聚合物只得从阵列孔中向外溢出。高分子聚合物在从阵列孔向外溢出的过程中逐渐被塑造成型并冷却，然后降温凝固成形，形成了侧壁表面光滑的柱状体。此外，因为熔融的高分子聚合物呈粘流态且在挤出过程中始终受表面张力的作用，加之可塑性很强，因此，如果在熔融的高分子聚合物在被从阵列孔挤出过程中有目的地调整操作参数（如挤压杆进给速度、聚合物种类、熔融温度、挤出时间、阵列孔廓形等），便可以获得不同形状特征的柱状体，如半球体、锥形体、倒锥形体、方形体等。取出挤压杆后，将芯管与电铸电源负极相连，电铸阳极与电铸电源正极相连，在芯管上电沉积金属层。当金属层厚度达到设定值后，停止沉积，取出芯管，去除高分子聚合物，然后使电沉积金属层与芯管分离，从而形成无缝金属薄壁圆网。因为电沉积是复制性加工，金属层在整体上复制芯管廓形的同时，阵列孔也复制所挤出的柱状体的三维廓形特征以形成不同孔形特征的金属网孔。本专利技术与现有技术相比优点如下：1.操作简单，工艺成本低本专利技术可在有阵列孔的金属管上一次性电铸成形含有孔阵列的无缝金属管，无需使用二次电铸或其他辅助工艺，也无需光刻制膜，操作简单，易于实现；同时，芯管内使用的高分子聚合物易于获得，价格低廉，电铸加工完毕后易于去除，整个工艺成本低；2.适应性和实用性强本专利技术通过改变芯管侧壁上阵列孔的横截面形状，可以电铸出具有不同横截面形状阵列孔的圆网，而且通过调整工艺参数和操作条件，使挤压出的柱状体呈现出不同的三维形状，从而使电铸圆网的阵列孔也呈现多样化的三维廓形；还可以通过控制柱状体的轴向高度，以沉积出不同深径比的阵列孔，使制备的阵列孔的直径和深度不存在相互制约关系，适用性和实用性都很强。附图说明图1是芯管的三维图。图2是向芯管内注入熔融的高分子聚合物时的三维图。图3是高分子聚合物被挤压后在芯管圆柱面上形成柱状体的三维图。图4是芯管在进行电沉积加工的三维示意图。图5是在芯管上电沉积金属层完成后的三维图。图6是金属薄壁圆网的三维图。图中标号及名称：1、金属薄壁圆网，2、芯管，3、阵列孔，4、挤压杆，5、高分子聚合物，6、柱状体，7、电铸阳极，8、电铸电源。具体实施方式下面结合图1至图6，对本专利技术——“一种薄壁圆网的成形方法”的具体实施方式作进一步详细描述。（a）在直径10mm、壁厚0.5mm的304无缝不锈钢圆管的圆柱面上加工出阵列孔3，从而形成芯管2。阵列孔3含有15排孔，每排设有30个沿圆周均匀分布的孔，相邻两排孔的孔间距为1mm，孔的直径均为0.3mm。（b）将芯管2一端管口封闭，从另一端管口向管内注入适量的熔点为130℃、熔融时动力粘度系数为8000cps的熔融的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物热熔胶5后，装入挤压杆4。（c）推动挤压杆4向管内进给以缓慢挤压乙烯-醋酸乙烯酯共聚物热熔胶5，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物热熔胶5因受压力作用而从阵列孔3中挤出，形成直径为0.3mm、高度为0.2mm的柱状体6，然后迅速将柱状体6冷却至凝固体。（d）取出挤压杆4，使芯管2与电铸电源8负极相连，电铸阳极7与电铸电源8正极相连，在芯管2上电沉积金属层。（e）待沉积金属层厚度约为0.1mm时，关闭电铸电源8，取出芯管2，去除乙烯-醋酸乙烯酯共聚物热熔胶5，把电沉积金属层与芯管2分离，便得到壁厚为0.1mm、阵列孔的深径比为0.33的金属薄壁圆网1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁圆网的成形方法，其特征在于：它包括以下步骤：（a）将薄壁不锈钢管制作成管壁含有阵列孔（3）的芯管（2）；（b）将芯管（2）一端管口封闭，从芯管（2）的另一端管口向芯管（2）内注入加热至熔融的高分子聚合物（5）后，装入挤压杆（4）；（c）推动挤压杆（4）向内进给以缓慢挤压高分子聚合物（5），高分子聚合物（5）因受压力作用从阵列孔（3）中挤出，并形成柱状体（6），然后迅速将柱状体（6）冷却至凝固体；（d）取出挤压杆（4）后，将芯管（2）与电铸电源（8）负极相连，电铸阳极（7）与电铸电源（8）正极相连，在芯管（2）上电沉积金属层；（e）待达到沉积金属层厚度要求后，关闭电铸电源（8），取出芯管（2），去除高分子聚合物（5），然后使电沉积金属层与芯管（2）分离，从而形成金属薄壁圆网（1）。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁圆网的成形方法，其特征在于：它包括以下步骤：（a）将薄壁不锈钢管制作成管壁含有阵列孔（3）的芯管（2）；（b）将芯管（2）一端管口封闭，从芯管（2）的另一端管口向芯管（2）内注入加热至熔融的高分子聚合物（5）后，装入挤压杆（4）；（c）推动挤压杆（4）向内进给以缓慢挤压高分子聚合物（5），高分子聚合物（5）因受压力作用从阵列孔（3）中挤出，并形成柱状体（6），然后迅速将柱状体（6）冷却至凝固体；（d）取出挤压杆（4）后，将芯管（2）与电铸电源（8）负极相连，电铸阳极（7）与电铸电源（8）正极相连，在芯管（2）上电沉积金属层；（e）待达到沉积金属层厚度要求后，关闭电铸电源（8），...

【专利技术属性】
技术研发人员：明平美，张峻中，闫亮，秦歌，郑兴帅，张新民，杨文娟，刘筱笛，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41