【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料表面处理，特别涉及一种高曲率零件表面金属膜成型装置及方法。
技术介绍
1、镀膜是一种在物体表面覆盖一层材料的工艺，通常使用化学、物理或电化学方法来实现。对零件表面进行镀膜处理，可以实现零件表面改性、零件表面腐蚀防护、功能材料结合、提高表面制造精度等。镀膜技术的应用广泛，集成电路印制、微纳加工领域的聚焦离子束生成都涉及对零件表面进行镀膜处理。
2、以聚焦离子束微加工为例，其基本原理是在电场和磁场的作用下，将离子束聚焦到亚微米甚至纳米量级，通过偏转和加速系统控制离子束扫描运动，实现微纳图形的监测分析和微纳结构的无掩模加工。聚焦离子束微加工依靠液态金属离子源产生离子束，离子源内液态金属与钨针尖端的良好浸润并实现液态金属的稳定连续流动是维持稳定离子生成的关键条件。为了实现液态金属的稳定流动，需要预先在钨针尖端形成较厚且均匀的液态金属膜，来降低流动阻力，提高流动均匀性和稳定性。
3、现有的在零件表面形成金属膜的方法有电化学镀膜、真空蒸发镀膜等。然而，电化学镀膜通常需要针对每种待镀物质研发针对性的电镀液、在生产过程中还会产生大量化学废液、容易在金属表面引入杂质元素。真空蒸发镀膜是在真空条件下通过蒸发源加热待镀金属物质，使其沉积在零件表面来获得薄膜的一种镀膜技术。但是该技术通常每次只能实现正对于蒸发源一面的镀膜，且镀膜时间较长，镀膜厚度为纳米级至微米级，难以形成几十至几百微米的膜层。可以理解的是，光滑的表面可以通过直接浸入液态金属的方式实现快速表面浸润，以形成较厚的金属薄膜，但是对于尖锐部件，或者
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个专利技术目的在于提出一种高曲率零件表面金属膜成型装置，能够对高曲率零件快速镀膜。
2、本专利技术的第二个专利技术目的在于提出一种高曲率零件表面金属膜成型方法。
3、为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种高曲率零件表面金属膜成型装置，包括箱体、工质接触池、加热机构、温度检测机构、升降机构以及机械振动发生装置。所述箱体的侧壁连接有真空接口。所述工质接触池设置在所述箱体的内部，所述工质接触池用于盛放金属。所述加热机构设置在所述工质接触池上，用于加热所述工质接触池中的金属至液态。所述温度检测机构设置在所述工质接触池上，用于检测所述工质接触池的温度。所述升降机构设置在所述箱体的内部，所述升降机构上设有至少一个定位部，所述定位部用于安装待镀膜的高曲率零件，所述升降机构用于以指定间隔时间带动高曲率零件从所述工质接触池中的液态金属中反复进出。所述机械振动发生装置设置在所述箱体内部，所述机械振动发生装置与所述工质接触池接触，所述机械振动发生装置用于产生指定频率范围的机械振动。
4、根据本专利技术实施例的高曲率零件表面金属膜成型装置，至少具有如下有益效果：
5、应用上述实施例的专利技术，经过真空接口外接真空泵将工质接触池抽取真空，将待镀膜层的金属放置在工质接触池中，根据分子动理论，温度升高可以导致液体质点间的结合力减弱，因此本实施例利用加热机构对工质接触池加热使得金属熔为液态并恒定处于指定温度范围；启动机械振动发生装置对液态金属做功，能够减小液态金属表面张力，改善液态金属与零件的润湿性能，可以提高界面处金属粒子的动能，粒子之间的接触概率提高；然后通过升降机构将零件反复浸入液态金属中并通过非接触式手段观察形成指定厚度金属膜层。本专利技术能够快速均匀地在高曲率零件表面形成金属膜，单次能完成表面整体镀膜，反复浸入液态金属中可以得到不同厚度的膜层，有助于解决传统蒸镀方法镀膜耗时长、膜层厚度薄和单次镀膜仅能镀零件单面膜的问题。
6、另外，根据本专利技术上述实施例的高曲率零件表面金属膜成型装置还可以具有如下的附加技术特征：
7、根据本专利技术的一些实施例，所述工质接触池的池壁的外壁上设有隔热层，隔热层用于隔绝热量，防止热量从工质接触池散失，还可以保护升降机构避免被高温烧坏。
8、根据本专利技术的一些实施例，所述升降机构上设有加热环，所述加热环用于对零件进行预加热。
9、根据本专利技术的一些实施例，所述工质接触池的池壁顶部设有第一安装孔，所述加热机构为陶瓷加热棒，所述陶瓷加热棒插装在所述第一安装孔内。
10、根据本专利技术的一些实施例，所述工质接触池的池壁顶部设有第二安装孔，所述温度检测机构为热电偶，所述热电偶插装在所述第二安装孔内。
11、根据本专利技术的一些实施例，所述工质接触池采用导热材料制备。
12、根据本专利技术的一些实施例，所述箱体包括壳体和盖体，所述壳体的顶部敞口设置，所述盖体用于封闭所述壳体的顶部，所述壳体和所述盖体的贴合处设有密封件。
13、根据本专利技术的一些实施例，所述密封件为硅胶o型密封圈。
14、为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种高曲率零件表面金属膜成型方法，所述高曲率零件表面金属膜成型方法应用于上述任一项实施例中所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，包括以下步骤：
15、s1：首先对将待镀膜的零件和所需镀膜层对应的金属用清洗剂进行清洗；
16、s2：将所述零件固定在所述升降机构的所述定位部上，在所述工质接触池中放入所述金属；
17、s3：连接所述真空接口，对所述箱体的内部抽取真空到指定真空度；
18、s4：加热所述工质接触池到指定温度，使得所述金属融化至液态；
19、s5：启动机械振动发生装置，对所述工质接触池中的液态金属施加机械振动；
20、s6：控制所述升降机构以指定速度将所述零件以指定间隔时间反复浸入液态金属中；
21、s7：通过非接触式膜厚测量检测到所述零件表面形成指定厚度的金属膜层后，停止施加机械振动和加热，待所述工质接触池冷却至室温后移除真空环境。
22、根据本专利技术的一些实施例，所述机械振动发生装置的机械振动频率范围为10khz～500khz；所述升降机构的运动速度为0.1mm/s～100mm/s；所述升降机构运动的时间间隔为0.1s～10s。
23、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁的外壁上设有隔热层。
3.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述升降机构上设有加热环，所述加热环用于对零件进行预加热。
4.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁顶部设有第一安装孔，所述加热机构为陶瓷加热棒，所述陶瓷加热棒插装在所述第一安装孔内。
5.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁顶部设有第二安装孔，所述温度检测机构为热电偶，所述热电偶插装在所述第二安装孔内。
6.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池采用导热材料制备。
7.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述箱体包括壳体和盖体，所述壳体的顶部敞口设置，所述盖体用于封闭所述壳体的顶部，所述壳体和所述盖体的贴合处设有密封件。>
8.根据权利要求7所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述密封件为硅胶O型密封圈。
9.一种高曲率零件表面金属膜成型方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任一项所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的高曲率零件表面金属膜成型方法，其特征在于：所述机械振动发生装置的机械振动频率范围为10kHz～500kHz；所述升降机构的运动速度为0.1mm/s～100mm/s；所述升降机构运动的时间间隔为0.1s～10s。
...【技术特征摘要】
1.一种高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁的外壁上设有隔热层。
3.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述升降机构上设有加热环，所述加热环用于对零件进行预加热。
4.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁顶部设有第一安装孔，所述加热机构为陶瓷加热棒，所述陶瓷加热棒插装在所述第一安装孔内。
5.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特征在于：所述工质接触池的池壁顶部设有第二安装孔，所述温度检测机构为热电偶，所述热电偶插装在所述第二安装孔内。
6.根据权利要求1所述的高曲率零件表面金属膜成型装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：林建辉，黄成金，张红平，李牧，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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