微细电极在电火花和电解中的应用

微细电极在电火花和电解中的应用

0微细工具电极制备方法及应用微孔广泛应用于航空航天、医疗和精细仪器领域的关键部件中。这些微孔对加工表面的质量有严格的要求。笔者主要介绍微细工具电极制备方法及其在异形工具电极加工中的应用，在此基础上总结了微细工具电极绝缘层的获取方法。通过对电极和绝缘层制备方法的研究为新式工具电极的实现和微孔加工精度的进一步改善提供技术参考，并分析了利用微细工具电极加工微孔的发展趋势。1精细工具电极制备方法1.1用反听法制备中空微细工具电极反拷法是一种以反拷块作为工具电极，电极为待加工工件的微细电极在线制备方法，包括固定块反拷法和旋转圆盘反拷法。日本金泽大学的LU和YONEYAMA反拷法是制备中空微细工具电极最常用的方法之一，但是反拷法不仅可以制备普通中空微细圆柱电极，通过将待加工电极旋转一定角度后，还可以用来制备不同形状的微细工具电极。南京农业大学的赵雍建，康敏等人不同于侧面开槽的圆柱形电极，在其基础上改进的五边形电极由于具有相对较大的侧壁间隙，更有利于加工区域内加工产物的排出。图3为圆柱管电极和五边形管电极示意图。彭励强，郭钟宁等人1.2微织构电极制备方法线电极电火花磨削法(WireElectricalDischargeGrinding,WEDG)是一种利用电极与工件之间的脉冲放电蚀除多余材料的微细电极制备方法。WEDG可以制备圆柱、方柱、三角柱的微细电极，弥补反拷法加工不同横截面电极时由于偏心和倾斜而产生的误差。图1(c)所示即为线电极电火花磨削法工作原理示意图。1984年，日本东京大学的增泽隆久1.3“流体”电极的制备电化学腐蚀法利用金属材料阳极溶解原理进行微细电极加工。在电化学腐蚀加工过程中，电极溶解过程中的“尖端效应”和“包裹效应”相互抵消，达到溶解平衡状态，使用该法制备出的电极具有无毛刺和残余应力，表面粗糙度值小等优点交换工具电极和工件的极性能够获得与电化学加工相适应的微细工具电极，可以避免工具电极因两次夹紧而造成的位置误差和夹紧误差，提高工具电极的加工精度1.4不断更新随着技术的不断发展，各种新方法、新工艺层出不穷。微细电极的制备方法也在不断更新。LIGA(Lithography,Galvanoformung,Abformung)工艺作为微纳加工技术的一个典型代表，不仅可以制造具有较大深宽比的结构，还可以用来加工聚合物、玻璃等材料2精细工具极侧壁闭合孔法2.1杂散腐蚀加工微细电极尺寸较小，为了更好的约束电场，减少杂散腐蚀范围，提高加工定域性，将电极侧壁绝缘处理已成为常用手段。绝缘层材料有乙烯类树脂、环氧树脂、ABS树脂等2.2压力及密度cvd化学气相沉积法利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物。CVD技术按照压力分类，包括低压CVD，常压CVD和亚常压CVD。采用CVD技术将碳化硅沉积在钨电极表面，可抑制侧壁杂散电流的作用2.3侧壁粘连电极加工黄绍服等模拟加工间隙的电位与电流密度的分布情况。缩进阴极能够更加有效的约束电场，减少杂散腐蚀的范围。使用不同方法获取的侧壁绝缘电极对加工定域性的改善及加工质量的提高效果显著。虽然绝缘层改变了工具电极的电场分布，受电极形状的影响，电极周围的电场及内部流场分布会发生二次变化，在电场、流场、温度场等多场耦合作用下会产生新的杂散腐蚀现象，对这方面的问题需要进一步的研究与讨论。3微细工具电极制备技术聚焦于新型工具电极的制备方法研究，对于不同方法在异形工具电极制备中的应用进行了分析与讨论，同时总结了绝缘层的制备手段。通过对电极和绝缘层制备方法的研究为新式异形电极的设计和制备提供了技术参考，对微细工具电极的创新和更高精度的微孔加工具有重要意义。在使用电火花和电解加工方法加工微孔的过程中，微细工具电极是影响加工效果的关键因素之一。为应对不断提高的加工要求，设计新型工具电极是必然趋势，同时电极的制备方法也要求得到相应的改进。现有的常规电极制备方法部分满足了新型电极的制备要求，结合当下技术发展现