用于制造挤出模具的设备和方法与流程

相关申请的交叉参考本申请要求2014年11月26日提交的美国临时专利申请系列第62/084,915号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
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：本公开内容的示例性实施方式涉及用于制造挤出模具的设备和方法，更具体地，涉及用于在蜂窝挤出模具的制造中加工腔体的设备和方法。背景讨论来自内燃机的废气后处理可以使用承载在高表面积基材上的催化剂，以及在柴油发动机和一些汽油直喷发动机的情况下，可以使用催化过滤器来去除碳烟炱颗粒。多孔陶瓷流通式蜂窝基材和壁流式蜂窝过滤器可用于这些应用。挤出模具可用于制造陶瓷蜂窝体。用于形成陶瓷蜂窝体(多孔陶瓷产品)的常规挤出模具通常在金属板的一侧上具有一系列的孔，其与一系列的槽相交形成钉，其在金属板的相对侧上可以具有各种几何横截面，例如方形或者六边形等。为了形成多孔陶瓷产品，将原材料(即批料)推入金属板的孔侧并离开金属板的槽侧，经由挤出通过槽和周围的钉形成多孔形状。其具有挤出模具的尺寸和设计，可以使用各种加工方法来产生这种工具几何形貌。对于孔的加工，可以使用钻孔、螺旋钻孔、枪钻孔和形状管电解加工(stem)。对于槽的加工，可以使用砂轮研磨、电线放电加工(wedm)/车轮分切和/或插入式放电加工(pedm)。在加工之后，挤出模具的表面可以涂覆耐磨损材料以改善挤出模具的寿命。该
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部分所揭示的上述信息仅是为了增强对于本文的
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的理解，因此其可能含有不形成任意现有技术部分或者现有技术可能暗示本领域技术人员的信息。技术实现要素：本公开内容的示例性实施方式提供了对模具腔体进行加工的电极工具。本公开内容的示例性实施方式还提供了对模具腔体进行加工的插入式脉冲电化学加工(pecm)设备。本公开内容的示例性实施方式还提供了对模具腔体进行加工的方法。本公开内容的其它特征将在以下描述中指出，它们中的部分通过该描述不难理解，或者可通过实施本公开内容而了解。一个示例性实施方式揭示了对挤出模具腔体进行加工的脉冲电化学加工(pecm)电极工具。电极工具包括从基底延伸到开放端的多个交叉壁，布置在所述多个交叉壁上的电绝缘层，腐蚀面(其在开放端上包括暴露通过电绝缘涂层的壁的横截面)，以及通过所述多个交叉壁形成的通道。一个示例性实施方式还揭示了脉冲电化学加工(pecm)工具，其包括：具有远端的电极，电极包括内壁、外壁和覆盖了外壁和内壁中的至少一个的至少一部分的电绝缘涂层，以及其中，内壁限定了电解质室，涂层材料选自：聚对二甲苯、无定形硅、具有硅基底涂层的改性无定形硅、没有硅基底涂层的改性无定形硅、聚硅氧烷和金属氧化物涂层(例如氧化铝和氧化钛)。一个示例性实施方式还揭示了采用pecm工具从工件形成模具的方法。方法包括：在工件中加工腔体至腔体深度，其中，沿着腔体深度，腔体的宽度变化小于20％。一个示例性实施方式还揭示了脉冲电化学加工(pecm)工具，其包括具有远端的电极。电极包括内壁、外壁和电绝缘涂层(其覆盖了外壁至远端的距离“d”之内)，其中，外壁和内壁限定了在远端的壁厚“t”，d/t之比<0.5，以及其中，内壁限定了电解质室，其中，涂层材料选自：聚对二甲苯、无定形硅、具有硅基底涂层的改性无定形硅、没有硅基底涂层的改性无定形硅、聚硅氧烷和金属氧化物涂层(例如氧化铝和氧化钛)。一个示例性实施方式还揭示了脉冲电化学加工(pecm)工具，其包括具有远端的电极，电极包括内壁、外壁和电绝缘涂层(其覆盖了外壁至远端的小于或等于2mm内)。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，旨在对本公开进行进一步解释。附图说明附图用来帮助进一步理解本文，其结合在说明书中，构成该说明书的一部分，附图显示了本文的示例性实施方式，与说明书一起用来解释本文的原理。图1是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备的示意图。图2a是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备的电极工具的透视示意图。图2b是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备的电极工具的一个面的端视图。图2c是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备的电极工具的透视示意图。图2d是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备的电极工具的一个面的端视图。图3是根据本公开内容的示例性实施方式的图2a的电极工具的剖视图。图4显示脉冲电化学加工过程的示意图。图5显示根据本公开内容的示例性实施方式的形成模具的过程中，在金属板的一侧上形成孔的透视示意图。图6显示根据本公开内容的示例性实施方式的形成模具的过程中，在脉冲电化学加工设备中的电极工具和金属板的透视示意图。图7是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工设备中加工金属板的方法的示意图。图8a是根据本公开内容的示例性实施方式，显示示例性槽的脉冲电化学加工方法的结果的透视图。图8b是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法之后的模具的横截面图，显示来自前表面的槽和来自后表面的孔。图8c是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法之后的模具的横截面图，显示形成在来自前表面的槽和来自后表面与槽相遇的孔之间的钉。图9a是用于根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备的实施例测试的阴极工具的侧视示意图，图9b是用于根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备的实施例测试的阳极部件的俯视示意图。图9c是根据本公开内容的示例性实施方式的图9b的阳极部件中的示例性槽的侧视示意图。图10表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的比较例的电输出特性数据图。图11表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的实施例的电输出特性数据图。图12是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在涂覆之后和在测试之前的实施例阴极工具的侧视图。图13是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在测试之后的图12的实施例阴极工具的侧视图。图14表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的实施例和比较例的电输出特性数据图。图15是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在涂覆之后和在测试之前的实施例阴极工具的侧视图。图16是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在测试之后的图15的实施例阴极工具的侧视图。具体实施方式可以通过如下工艺完成多孔陶瓷蜂窝体的制造：对陶瓷粉末批料混合物进行塑化，将混合物挤出通过蜂窝挤出模具以形成蜂窝挤出体，以及对挤出体进行切割、干燥和烧制以产生高的强度和热耐久性的陶瓷蜂窝体，其具有从第一端面轴向延伸到第二端面的通道。如本文所用，陶瓷蜂窝体包括陶瓷蜂窝整体件和区段式陶瓷蜂窝体(包括其区段)。共挤出的外表皮或后施涂的外表皮可以形成陶瓷蜂窝体的轴向外周表面。无论是整体式或者区段式，蜂窝体的每个通道都可以在入口面或出口面堵住，以产生过滤器。当留下一些通道未被堵住时，可以产生部分过滤器。无论是整体式或者区段式，蜂窝体都可以经催化以产生基材。此外，过滤器或者部分过滤器可以被催化以提供多种功能性。由此产生的陶瓷蜂窝体被广泛地用作机动车废气系统的陶瓷催化剂载体，并且作为催化剂载体和壁流式颗粒过滤器从发动机废气去除烟炱和其他颗粒。商业上成功的陶瓷蜂窝制造工艺是如下这些：它们采用大的同向旋转双螺杆挤出机用于混合和挤出陶瓷蜂窝挤出体。柱塞挤出、压制、浇铸、喷洒和3d打印是其他陶瓷蜂窝制造工艺。本公开内容的示例性实施方式提供了电极工具来对挤出模具加工出模具腔体，用于制造陶瓷蜂窝体。本公开内容的示例性实施方式还提供了具有电极工具的插入式脉冲电化学加工(pecm)设备来对挤出模具加工出模具腔体，用于制造陶瓷蜂窝体。本公开内容的示例性实施方式还提供了采用具有电极工具的插入式pecm设备，在挤出模具中加工出模具腔体用于制造陶瓷蜂窝体的方法。根据这些示例性实施方式，提供了在模具坯体中加工或切割出腔体的设备和方法，所述腔体几乎没有逐渐变细的情况至没有逐渐变细的情况。对于采用直线视觉槽(straightline-of-sightslot)来移动wedm工艺的电线的挤出模具设计，采用电线放电加工(wedm)在蜂窝挤出模具中加工出槽、钉和几何特征，参见例如美国专利第5,630,951号、第6,621,034号以及第6,320,150号所述，其全文通过引用结合入本文。该技术还实现了采用wedm，在经加工的钉的那侧上加工各种几何特征。包含这些各种几何特征实现了陶瓷批料流动稳定性和均匀性的改善，导致制造的蜂窝体具有强度增加，例如美国专利第6,080,348号和第6,299,813号所述，其全文通过引用结合入本文。通过增加蜂窝体强度获得的较短的烧制循环还实现了较低的生产成本。但是，例如美国专利第6,696,132号(其全文通过引用结合入本文)所述的不同钉尺寸的陶瓷蜂窝设计，或者非圆形形状(例如，圆角、六边形等)是通过不具有直线视觉槽(straightline-of-sightslot)的挤出模具形成的。此类模具设计不适合采用wedm进行加工。采用形成的电极的插入式放电加工(pedm)可用于这些模具设计，例如美国专利第6,570,119号、第7,335,848号和第7,982,158号所述，其全文通过引用结合入本文。采用例如美国专利第6,803,087号(其全文通过引用结合入本文)所述的插入式edm完成对现有的挤出模具进行改进，例如调节形成了蜂窝体的周界的区域中的槽宽度和/或钉形状。但是，插入式edm作为用于制造和/或改进挤出模具的技术，可能存在许多问题。例如，需要昂贵的高精度电极，工艺中消耗了这些电极。不允许采用pedm技术在钉侧上添加所需的几何特征，从而该方法无法使用较短进而成本较低的生产烧制循环。wedm和pedm这两者都是电火花腐蚀工艺，这改变了挤出模具坯体的基础冶金性质，因而改变了加工区域中的挤出模具的基础冶金性质。这导致不合乎希望的表面精整粗糙度，这会导致挤出模具耐磨损涂层的粘附问题，以及蜂窝挤出过程中的陶瓷批料流动不均匀性。此外，在插入式edm期间，电极侧壁与钉之间的次级放电产生钉逐渐变细和挤出模具几何精度和均匀性损失，增加了蜂窝尺寸和强度的变化性。由于降低了产品产量，这导致更高的制造成本。此外，在edm期间，在模具中会发生微裂纹，这会引发材料失效，导致来自模具面的灾难性的钉损失。使用pecm技术提供了更为高效且经济的蜂窝挤出模具制造技术。在pecm中，电极形状是所需腔体的镜像并且作为电解池中的阴极，而工件是阳极。随着阴极向下进料，其发生互换，电流的精确功率脉冲时间传递改善精度。通过电解溶解去除材料，这与常规电镀类似，但是是反过来的。在一些实施方式中，没有向工件赋予热应力或机械应力，并且可获得非常光滑的表面精整。图1表示根据本公开内容的示例性实施方式的插入式pecm设备100的图。插入式pecm使用电脑数控(cnc)高精度机床。如图1示意性所示，pecm的运行是通过在电解池106中的电极工具104和工件电极102(例如，模具坯体)上施加电势。在图1中，外壳108罩住了电解池106中的电极工具104和工件电极102。在一些示例性实施方式中，工件电极102可以是电解池106中的阳极，以及电极工具104可以是电解池106中的阴极。用于电解池106的电解质管理系统110为电解质112提供了电解质路径。电解质管理系统110可以包括：第一储器114，第一过滤膜116用于去除颗粒，第二电解质储器118用于装纳经过过滤的电解质，泵120用于使得电解质112循环通过电解质路径和到达电解池106，以及在电解质112供给到电极工具104之前的第二过滤膜122。电解质路径可以是闭路。电解质管理系统110还提供了各种管道、管路、ph监测和控制以及温度监测和控制，从而维持一致的电解质导电率。根据本公开内容的示例性实施方式，能源140为pecm设备100中的电极102、104提供dc电势(电压)。可以分别使用电压计144和电流计148来监测pecm加工期间供给到电极102、104的电压和电流。电源140还为加工运动控制器150提供能源，以控制电极工具振荡器130。对电极工具振荡与功率和脉冲定时进行精确监测和控制。图2a是根据本公开内容的示例性实施方式的pecm设备100的电极工具200的透视示意图。电极工具200包括位于交叉壁208的开放端的加工面、腐蚀面或切割面204。切割面204在本文可互换地称作加工面和腐蚀面等，位于电极工具200的远端。交叉壁208在其间形成通道，并且交叉壁208从底座212延伸。通道为来自底座212的背表面处的室或管的电解质提供管道到达腐蚀面处的开口，其中，图2a显示了底座212的前表面。可以在底座212中提供螺钉、对齐物、或者钉孔216等，从而将电极工具与pecm设备100对齐和附连。根据本公开内容的示例性实施方式，用于pecm设备100中的阴极(或工具电极)可以是进行加工的腔体的负像。如图2a示意性显示的阴极可用于加工具有用于不对称通道技术(act)的挤出模具中的几何特征的槽和钉，其中，act挤出的蜂窝体会具有交替的小通道(出口)和大通道(入口)。图2b是图2a的电极工具200的加工面204的端视图。加工面204处的交叉壁208的横截面220为工件电极102附近的电解质提供了电流，从而进行工件102的加工。电极200包括小的通道224和大的通道228，其在工件102中提供小钉和大钉，作为电极200的负像。小的通道224和大的通道228还在电极工具200的加工面204处提供通过电介质的开口。图2c是根据本公开内容的示例性实施方式的pecm设备100的电极工具200'的透视示意图。电极工具200'包括位于开放端的加工面、腐蚀面或切割面234，所述开放端在本文称作交叉壁238的远端。交叉壁238在其间形成通道，并且交叉壁208从底座242延伸。通道为来自基座242的背表面处的室或管的电解质提供管道到达腐蚀面234处的开口，其中，图2c显示了底座242的前表面。可以在底座212中提供螺钉、对齐物、或者钉孔216等，从而将电极工具200'与pecm设备100对齐和附连。根据本公开内容的示例性实施方式，用于pecm设备100中的阴极(或工具电极)可以是进行加工的腔体的负像。如图2c示意性所示的阴极200'可用于加工具有用于六边形技术的挤出模具中的几何特征的槽和钉，其中，挤出通过具有以阴极200'加工的槽和钉的模具的蜂窝体会具有六边形通道。图2d是图2c的电极工具200'的加工面234的端视图。加工面234处的交叉壁238的横截面246为工件电极102附近的电解质提供了电流，从而进行工件102的加工。电极200'包括六边形通道250，其在工件102中提供六边形钉，作为电极200'的负像。六边形通道250还在电极工具200'的加工面234处提供通过电介质的开口。图3是根据本公开内容的示例性实施方式的图2a的电极工具200的剖视图。可以在电极200的所有表面上布置电介质涂层258。电介质涂层258可以布置在电极200除了腐蚀面或加工面204之外的所有表面上，以改善精度。电介质涂层258可以防止其布置的那些区域中的加工行为(化学行为)，防止电化学去除，并且限制工件102腐蚀至阴极200的面204。限制工件102腐蚀至阴极200的面204降低了产生逐渐变细的槽和/或钉的可能性，并且还增加了加工效率。例如，沿着槽深度，槽宽度变化可以小于20％，例如小于15％、小于10％、小于5％、甚至小于2％。在一些情况下，沿着槽深度，槽宽度不发生变化。槽深度没有特别的受限。在用于形成挤出模具的示例性实施方式中，槽深度可以是例如数英寸至千分之几英寸。例如，槽深度可以大于0.010英寸、大于0.05英寸、大于0.1英寸、或者甚至大于0.5英寸。由于在pecm工艺中，阴极104没有发生可感知的磨损，可以加工去除掉阴极104的内侧以产生开放室254或者提供流动室从而引入电解质。流动室可以是畅通无阻的，或者布置在流动室中的挡板(未示出)可以提供电介质流动方向从而将电解质均匀地分配到通道。电介质涂层258可以布置在电极200除了腐蚀面或加工面204之外的所有表面上。例如，电介质涂层258可以至少部分在阴极200通道224、228的内壁和外壁的至少一部分上。例如，电介质涂层258可以布置在阴极壁208上至加工面204的小于或等于2mm之内，例如，小于或等于1mm之内、小于或等于100μm之内、小于或等于50μm之内或者甚至小于或等于20μm之内。根据这些实施方式中的一部分，电介质涂层258可以布置在阴极壁208上远端的距离“d”之内，其中，外壁209和内壁211限定了在远端的壁厚“t”，以及，d/t之比<0.5，例如d/t<0.1。图4表示在脉冲电化学加工过程400期间，本文称作次级电化学去除的不合乎希望的电化学去除示意图。阴极侧壁408与工件之间的电解质离子404导致由于次级电化学去除416的钉逐渐变细或者槽逐渐变细412。次级电化学去除416发生在阴极104侧壁408而不是腐蚀面，而合乎希望的电化学去除发生在腐蚀面。根据示例性实施方式，电介质涂层258可以防止次级电化学去除416。通常来说，用于工具电极104的材料提供了低材料损耗以维持一致的形状并且在工件102中提供一致加工的槽和/或钉形状。阴极材料是具有足够强度的导体，并且可以包括但不限于不锈钢、铜、青铜、铝、钛、铜-钨和碳化钨。可以采用常规加工、wedm、pedm、光化学加工(pcm)片材来制造阴极构造，其支撑在额外制造的载体上或者扩散粘结进入足够强度的结构中，以及类似情况，或其组合。图5显示根据本公开内容的示例性实施方式的形成模具的过程中，在金属板或模具坯件500的一侧上形成孔的透视示意图。模具坯件500可以具有背表面504和前表面508。通常，经塑化的批料流过精整模具从背表面到前表面。可以如图5所示，在背表面504中朝向前表面钻孔孔网络512。这些孔是将批料进料到绕着基质钉的基质槽的进料孔，并且任选地进料到周界槽以形成挤出体的表皮。pecm100可用于钻孔进料孔512。具有进料孔512的模具坯件500可以是根据示例性实施方式的pecm100的工件阳极102。可以通过pecm在前表面508上加工槽。图6显示根据本公开内容的示例性实施方式的形成模具的过程中，在脉冲电化学加工设备100中的电极工具200和金属板500的透视示意图。电极工具200可以是阴极104，以及具有进料孔512的模具坯件500可以是pecm设备100的电解池106中的阳极102。图7是在根据示例些实施方式的pecm设备中，对阴极102工件或模具坯体500前表面508进行加工的方法700的示意图。阴极200与阳极500之间的最近距离表示为图形曲线704，例如，作为电极工具路径。电流脉冲表示为图形曲线708。在pecm循环的操作或步骤“1”中，当加工间隙打开并且新鲜电解质112流入间隙时，阴极200与阳极500的间距为“s”。在“2”时，电极200、500相互靠近至加工距离(最小距离)(例如，约10μm)，并且释放受控dc脉冲，表示为电流脉冲708。电流脉冲708没有特别的限制，并且可以是单个完整长度脉冲，总计达该单个完整长度脉冲的多个高频脉冲，以及类似情况，或其组合。阴极200与阳极500之间随时间变化的距离表示为循环路径“s”，但是，路径“s”没有特别的限制，并且可以如所示是正弦曲线，或者例如步阶式(未示出)或其其他路径形状(其打开了电极200、500之间的间隙以允许新鲜电解质112流入间隙，和将电极200、500靠近至加工距离)。在操作“3”时，由于电解质112从间隙冲走了反应产物，电极200、500分开。循环以一定频率(例如，60hz)重复，直到在工件500中加工得到所需特征。例如，阴极200可以在每次循环时前进切割具有非常小的逐渐变细情况的一致窄腔体，阴极200可以在每次循环时回到通用位置以切割宽腔体(例如削皮(divot))，或者可以通过控制阴极200在每次循环时进入工件500的行程来加工得到槽与削皮的组合。可以类似地加工得到其他特征，例如从进料孔到槽的平台(plenum)。电解质可以是天然碱性或者天然酸性的。电解质可以是基于略微天然碱性的盐，例如硝酸钠或氯化钠。电解质可以是酸性的，例如硫酸或硝酸。酸性电解质可咀嚼(侵蚀/腐蚀)所有材料。图8a是根据本公开内容的示例性实施方式，显示示例性槽的脉冲电化学加工方法的结果的透视图。图8a显示形成了以pecm加工到模具坯件500的前表面508中的小钉和大钉的槽。图8b是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法之后的模具的横截面图，显示来自前表面508的槽804和来自后表面504的进料孔512。槽804几乎不展现出逐渐变细的情况至不展现出逐渐变细的情况。在靠近前表面508的806处测得的槽宽度是0.0191英寸(0.0485cm)，在一半深度808处的槽宽度也是0.0191英寸(0.0485cm)，以及在靠近槽810底部与进料孔512相交处，槽宽度也是0.0191英寸(0.0485cm)。图8c是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法之后的模具的横截面图，显示形成在来自前表面508的槽804和来自后表面504与槽相遇的孔512之间的小钉812和大钉816。如图8c所示，采用pecm技术，在钉侧812、816上加工出了几何特征820，例如削皮。根据本公开内容的示例性实施方式，电介质涂层258限制了对于阴极面的加工，因此改善了槽逐渐变窄的情况，增加了加工效率，并且提供了槽深度上的恒电流受控工艺。根据本公开内容的示例性实施方式，至少布置在一部分的阴极壁208上的涂层258可具有高电阻率，例如，能够阻挡约95％的电流。例如，能够阻挡约99％的电流。涂层258可具有小于或等于50μm的厚度，并且经受住4-15伏和大于300安培/cm2的情况。例如，涂层的厚度可以小于10μm、小于5μm、小于2μm、小于1.5μm、小于1μm、或者甚至小于50nm。例如，涂层厚度可以约为2-20μm、50nm至50μm、或者甚至0.1-10μm。当涂层太厚时，在涂层与槽的表面之间可能存在机械干扰，或者当涂层太厚时，由于工具角落的圆角化，钉的角落可能发生圆角化。例如，绝缘涂层应该具有高电阻(高度电绝缘)，能够施加到阴极壁以布置在其上而不明显干扰阴极的尺寸同时维持有效的绝缘性质。涂层258能够被施加到多孔结构(非线性视觉施加)，例如聚合物的浸涂，并且能够经受住硝酸钠溶液的高流量(30-60l/分钟)，例如，ph为7-8的去离子(di)水中的8％硝酸钠。涂层258和阴极200可以具有能够剥离或重新施加涂层的能力。涂层258可以具有均匀厚度，能够均匀地涂覆电极，与电极材料和表面具有良好的粘附。例如，可以通过edm生产电极并且电极可以具有edm表面精整。根据其他示例性实施方式，涂层258可以在低温(例如，不超过100℃)施涂，不含钉孔和裂纹，耐电击穿且耐磨损。耐磨性包括在施加到涂层258上的某些压力条件下，对于流动的电解质的腐蚀效应的耐化学磨损和耐磨料磨损。根据这些示例性实施方式中的一部分，涂层258的电绝缘性质可表述为介电常数大于0且小于或等于25。例如，介电常数可以大于0且小于或等于12、大于0且小于或等于8、大于0且小于或等于5、大于0且小于或等于3、或者甚至大于或等于2且小于或等于12。涂层材料的示例性实施方式包括聚合物，例如，丙烯酸类、环氧树脂、聚烯烃、聚对二甲苯、聚氨酯、硅酮、硅氧烷类、聚酰亚胺类、碳氟化合物、苯并环丁烯、对-聚亚二甲苯、不饱和聚酯、醇酸聚酯、聚乙烯、酚醛类、聚酰胺类、聚砜类、聚芳基醚醚酮、聚对苯二甲酸丁二酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、复合物与纳米复合物及其组合。丙烯酸类可以包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，以及可以将丙烯酸类与其他聚合物结合以改变性质。聚氨酯可以包括1-6类型的聚氨酯。硅酮可以包括例如甲基硅酮、苯基硅酮、苯基-甲基硅酮。硅氧烷类可以包括例如聚硅氧烷类、二甲基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基乙烯基硅氧烷、氟甲基乙烯基硅氧烷。聚酰亚胺类可以包括例如均苯四甲酸二酐(pmda)和氧代二苯胺(oda)。氟碳化合物可以包括例如，聚四氟乙烯(ptfe)、聚(乙烯-共四氟乙烯)(etfe)、氯三氟乙烯(ctfe)等。苯并环丁烯可以包括例如甲基环戊烯酮醇。对-聚亚二甲苯可以包括例如聚对二甲苯类型c、n、d和ht。不饱和聚酯：不饱和聚酯通过经由乙烯单体(例如，苯乙烯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯和二乙烯基苯等)的长直链的交联固化。醇酸聚酯可以包括例如涂料、清漆、绝缘涂层以及金属的腐蚀保护涂层等。聚乙烯类可以包括例如，聚氯乙烯(pvc)和聚乙烯醇缩甲醛(formvar)，例如，聚乙烯醇(pva)、聚乙烯丁缩醛(pvb)等。聚酰胺可以包括例如尼龙。共聚化可以包括将聚酰亚胺与聚硅氧烷结合以产生电介质材料。复合物和纳米复合物可以包括例如，聚酰亚胺-陶瓷复合物，即将金属氧化物(氧化铝和氧化钛等，及其组合)添加到聚酰亚胺以产生电介质材料。涂层材料的示例性实施方式包括非聚合物，例如，氮化硼、无定形碳、钻石状碳(dlc)、氮化铝、氮化硅、无定形硅、二氧化硅(氧化硅)、多孔硅、阳极处理过的铝、铝氧化物(氧化铝)、阳极处理过的钛以及氧化钛(二氧化钛)等，及其组合。氮化硼可以是可溶于碱性熔盐和氮化物(例如，naoh-na2co3、nano3、li3n、mg3n2)中。氮化铝可以抵抗熔盐攻击。氮化硅可以用作电介质并且可以以化学气相沉积(cvd)的方式布置在至少一部分的阴极壁208上。无定形硅可以经过改性(改性的无定形硅)，以降低介电常数。涂层材料的示例性实施方式可以包括无定形硅、具有高介电强度的含氟聚合物涂层、陶瓷氧化物或聚合物的热喷涂层、以及等离子体电解氧化(其提供超硬的阳极处理(al、mg、ti))等。沉积可以是浸涂、喷涂、静电、流化床、化学气相沉积(cvd)、等离子体气相沉积(pvd)以及真空沉积等。根据这些示例性实施方式，涂层258可以包括本文所述的涂层材料以这些涂层材料中的一种或多种的组合，例如，这些涂层材料的多层。所述多层可以包括涂层材料的基底层，或者布置在阴极壁208上的涂层材料与一层或多层额外涂层材料层的组合，或者布置在基底层上的涂层材料的组合。例如，基底层可以比所述额外层提供与阴极壁208更好的粘附。所述额外层可以比基底层提供更好的抗电解质有害影响或者更大的电阻率。所述额外层与基底层的粘附可以比与阴极壁208的粘附更好。所述多层可以包括具有与所述额外层不同结构和/或组成的基底层。例如，多层中的基底层可以具有晶体结构，而所述额外层可以具有无定形结构。例如，多层中的基底层可以包括第一组合物，而所述额外层可以包括第二组合物。实施例下文参照某些示例性和具体实施方式来进一步描述本公开内容，其仅仅是示意性的，并不旨在进行限制。根据一些实施例，制备一系列的测试阴极工具和测试工件，从而根据本公开内容的示例性实施方式，采用pecm设备100在测试工件中加工出槽。图9a显示示例性阴极900。对于示例性阴极900，测试了数种材料，例如420不锈钢和碳化钨(wc)。示例性阴极900包括：用于安装到pecm设备100中的安装孔904，底座908，延伸部916用于模拟例如参见图3上文所述的阴极壁208。延伸部具有高度910、宽度912和厚度914。图9b和9c分别显示示例性工件920的俯视图和横截面侧视图。对于示例性工件阳极920，测试了数种材料，例如不锈钢。示例性阳极920包括从顶表面928加工处理的槽924。在靠近顶表面928的位置934处和靠近槽940的底部的936处测量槽侧表面930与932之间的槽宽度，以确定从宽度934到宽度936的逐渐变细情况。采用如上文所述的pecm设备的示例性测试参数见表1。表1表2提供了布置在420不锈钢和wc的实施例阴极上的实施例电介质涂层。改性无定形硅经过改性以降低介电常数。表2图10表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的比较例a、b和c的电输出特性数据图。对于这些未涂覆的420不锈钢样品，随着槽深度增加，电流急剧上升。电流的提升表明来自次级电化学去除416所导致的槽逐渐变细412。图11表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的实施例d、e和f的电输出特性数据图。实施例d、e和f涂覆了聚硅氧烷。槽逐渐变细的情况没有未涂覆的比较例那么严重，但是聚硅氧烷与阴极的粘附不佳，如图12和13所示。图12是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在用聚硅氧烷1218层涂覆壁1216之后和在测试之前的实施例阴极工具1200的侧视图。腐蚀面1212显示在阴极工具1200的底部，并且未经涂覆。图13是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在测试1300之后的图12的实施例阴极工具的侧视图。从附图可以看出，壁1316损失了涂层1318，将壁1316暴露于靠近腐蚀面1212易受次级电化学去除416的区域1342，这会引起与图11的数据相符合的槽逐渐变细的情况。图14表示在根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，随着槽深度增加的实施例g、h和i以及比较例a的电输出特性数据图。图15是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在涂覆之后和在测试之前的实施例阴极工具1500的侧视图。实施例阴极1500具有布置在壁1516上的聚对二甲苯1518涂层，在腐蚀面1512上没有布置涂层。图16是根据本公开内容的示例性实施方式的脉冲电化学加工方法和设备中，在测试1600之后的图15的实施例阴极工具的侧视图。从附图可以看出，壁1616维持涂层1618靠近腐蚀表面1612。电介质涂层1618提供保护免受会引起与图14的数据相符合的槽逐渐变细的次级电化学去除。对于三个实施例，观察到随着槽深度近乎恒定的电流，表明涂层看上去阻挡了阴极中的侧壁电流。表3显示比较例a、b和c的槽逐渐变细情况，相比较而言，根据本公开内容的示例性实施方式的实施例g、h和i具有较少的槽逐渐变细至没有槽逐渐变细的情况。表3实施例槽逐渐变细(英寸)a(比较例)0.0015b(比较例)0.0015c(比较例)0.002g0.0001h0.0i0.0002根据本公开内容提供的pecm的设备和方法的优势包括：产生的特征的表面精整没有被再熔化的材料覆盖，实现挤出压力的降低。本公开内容的示例性实施方式提供了可重复使用的非损耗阴极，节约了在待切割凹槽的形状中重新制作昂贵的插入式edm电极的成本。可以采用pecm在钉侧加工出几何特征，实现了生产较高强度蜂窝体，其可以采用缩短的烧制循环加工，改善了效率和降低了制造成本。本公开内容的示例性实施方式提供了这样一种方法和设备，其中，在基底金属中没有发生冶金变化，实现了改善的表面精整质量和更好的磨损涂层粘附，由于更好的蜂窝几何精度和均匀性，导致生产产量增加。由于阴极上的电绝缘涂层，本公开内容的示例性实施方式还提供了改善的生产效率，所述电绝缘涂层防止次级电化学去除和对加工活动进行具体限定，以改善挤出模具几何精度得到更好的蜂窝几何精度和均匀性。所揭示的设备和方法提供了对于硬化合金的有效和经济性加工，因为通过溶解而非物理去除实现了材料去除。根据本公开内容提供的pecm设备和方法的另一个优势在于，没有发生微裂纹，防止了工件中的裂纹引发或者其他失效机制。应理解的是，出于本公开内容的目的，“x、y和z中的至少一种”可解释为仅有x、仅有y、仅有z，或者x、y和z中的两个或更多个项目的任意组合(例如，xyz、xyy、yz、zz)。本说明书通篇涉及示例性实施方式以及本说明书通篇的类似语言可以涉及相同实施方式，但不一定如此。此外，本文所述的涉及示例性实施方式的主题物质的特征、结构、或性质可以任何合适的方式组合在一个或多个示例性实施方式中。对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本公开的精神或范围的情况下对本公开进行各种修改和变化。因此，考虑所附权利要求书覆盖了本文的修改和变化形式，只要它们落在所附权利要求及其等同方式的范围之内。当前第1页12