抛光槽及抛光设备的制作方法

文档序号:30600751发布日期:2022-07-01 21:36阅读:187来源:国知局
抛光槽及抛光设备的制作方法

1.本实用新型涉及电化学抛光技术领域,特别涉及一种抛光槽及抛光设备。


背景技术:

2.电化学抛光设备主要由三部分组成:抛光电源、抛光槽以及电极,并且根据具体的应用场合还可以增加加热、冷却等温控装置。
3.其中,抛光电源通常使用经过稳压整流后的直流电源,用以输出恒定的电压和电流。目前可以通过对抛光电源进行抛光时间、抛光输出电流等参数的设定,来实现抛光工艺的自动控制。
4.抛光槽则是用来放置电化学抛光液的,是电化学抛光工艺实施的主要平台。电极分为阴极、阳极,通常可以将需要进行抛光的工件作为阳极,而将其他不溶材料作为阴极,在工作时将阳极和阴极都浸入电化学抛光液中,接通直流电源,发生阳极溶解,进而实现了作为阳极的零部件的电解抛光。
5.然而,现有的电化学抛光设备,其抛光槽的通用性以及抛光效果均相对较差,无法满足更多产品的电化学抛光需求。


技术实现要素:

6.本实用新型的一目的在于提供一种抛光槽及抛光设备,能够提高抛光槽的通用性以及抛光效果,满足更多产品的电化学抛光需求。
7.为实现上述目的,本实用新型提供一种抛光槽,其包括:
8.槽体,具有用于盛放抛光液的第一腔体;
9.可移动横梁,所述可移动横梁与所述槽体可滑动连接,所述可移动横梁沿所述槽体的两个相对的槽壁移动;
10.阴极框架,所述阴极框架与所述可移动横梁可拆卸连接,所述阴极框架用于放置阴极板,且所述阴极框架具有暴露出阴极板的至少部分的窗口,使得所述阴极板与所述槽体中抛光液接触。
11.可选地,所述槽体包括外壳和具有所述第一腔体的内胆,所述外壳和所述内胆固定连接且所述外壳和内胆之间形成第二腔体,所述外壳上开设有连通所述第二腔体的进水口和出水口。
12.可选地,所述外壳的内表面、所述外壳的外表面、所述内胆的外表面和所述内胆的内表面中的至少一个表面上覆盖有防腐涂层。
13.可选地,所述可移动横梁包括第一可移动横梁和第二可移动横梁,所述第一可移动横梁和所述第二可移动横梁垂直设置。
14.可选地,所述第一可移动横梁和/或所述第二可移动横梁所对应的槽壁的外表面设有刻度标尺。
15.可选地,所述抛光槽还包括调节部件,所述调节部件与所述阴极框架可拆卸连接,
且所述调节部件用于调节所述窗口的大小。
16.可选地,所述阴极框架具有凹槽,所述凹槽的侧壁开设有所述窗口,所述调节部件插设于所述凹槽内。
17.可选地,所述抛光槽还包括控制装置,所述控制装置与所述可移动横梁和/ 或所述调节部件电连接,所述控制装置用于控制所述可移动横梁和/或所述调节部件移动。
18.可选地,所述抛光槽还包括连接件,所述连接件的一端与所述阴极框架固定连接,所述连接件的另一端与所述可移动横梁可拆卸连接。
19.可选地,所述槽体的底壁上设有通孔,抛光液通过第一管道从所述通孔流入或流出;
20.所述槽体包括外壳和具有所述第一腔体的内胆,第一管道贯通所述外壳和所述内胆,所述第一管道的一端位于所述第一腔体内。
21.可选地,所述抛光槽还包括分水器,所述分水器设于所述第一管道上。
22.可选地,沿着所述第一腔体的中心轴线自下往上的方向,所述第一腔体的横截面的面积逐渐增大。
23.基于同一实用新型构思,本实用新型还提供一种抛光设备,其包括:
24.原液槽、废液槽、阴极板、阳极板以及上述抛光槽;所述抛光槽与所述原液槽通过第二管道连接,所述抛光槽与所述废液槽通过第三管道连接;所述阴极板和所述阳极板均置于所述抛光槽中。
25.可选地,所述抛光设备还包括第四管道,第四管道与第三管道连接,第四管道的另一端连接所述抛光槽,通过阀控制抛光液进入废液槽或者抛光槽。
26.与现有技术相比,本实用新型的技术方案至少具有以下有益效果之一:
27.1、可移动横梁与槽体滑动连接,能沿槽体的两个相对的槽壁移动,而且阴极框架能可拆卸地安装在该可移动横梁上,由此能够通过移动可移动横梁来实现电化学抛光过程中阴极板和阳极板之间的间距的自由调整,提高了抛光槽的通用性。
28.2、阴极框架上设有可拆卸的调节部件,能够实现电化学抛光过程中,调节窗口的大小,从而调节阴极板与抛光液接触的面积(即调节阴极板的暴露面积),进而调整影响抛光的重要参数(即阴极板与阳极板的面积比),进一步提高抛光效果以及抛光槽的通用性。由于实现了阴极板与阳极板之间的间距和以及两者之间的面积比可调,因此可以兼容不同形状、尺寸的工件(即阳极板)的抛光,提高了抛光电源和抛光槽的适用范围,无需因需要抛光的阳极板工件的不同而频繁更换抛光电源和抛光槽的问题。
29.3、槽体的底壁上开设有通孔,第一管道穿设于该通孔,且第一管道上设有分水器,通过分水器的设置,可以将抛光液输送回抛光槽或者原液槽将抛光液输送至抛光槽,从而高效控制抛光液的流向,进而能够实现抛光液的循环搅拌及抛光液的快速更换。
30.4、抛光槽的槽体包括外壳和内胆,两者固定连接,使得槽体具有双层结构,外壳和内胆之间形成第二腔体,又外壳上开设有进水口和出水口,从而能够通过在外壳和内胆之间的第二腔体中流通冷却剂来实现抛光液的快速降温,进而可以通过提高抛光液降温效率来提高抛光效果,同时抛光液的快速降温还能避免因为使用玻璃、石英等材质因冷热冲击或外部机械膨胀导致的抛光槽破裂的问题。
31.5、槽体的内表面和/或外表面覆盖有防腐涂层,可以避免槽体受到抛光液或者气
体等的腐蚀,同时避免引入不必要的阴极板材料。
32.6、可移动横梁和/或调节部件与控制装置电连接,能够通过控制装置来调节可移动横梁和/或调节部件的移动,实现自动调节。
附图说明
33.图1至图3是本实用新型具体实施例的抛光槽的结构示意图;
34.图4是本实用新型具体实施例的抛光槽的槽体的结构示意图;
35.图5和图6是本实用新型具体实施例的抛光槽中放置的两个尺寸的阴极框架的结构示意图;
36.图7和图8是本实用新型具体实施例的两个尺寸的阴极框架上安装悬挂臂的结构示意图;
37.图9是本实用新型具体实施例的阴极框架上安装悬挂臂和调节部件的结构示意图;
38.图10是本实用新型具体实施例的调节部件的结构示意图;
39.图11是本实用新型具体实施例的抛光设备的系统架构示意图。
40.其中,各图中的附图标记具体如下:
41.1-第一可移动横梁,1a、1b、2a、2b、2c-凹槽,2-第二可移动横梁,3、4-刻度标尺,5-进水口、6-出水口,7-内胆,8-外壳,9-通孔,10-阴极板,11-连接件,11a-挂钩部,11b-夹持部,11c、13c-螺丝安装孔,12-第一管道,13-阴极框架,13a-凹槽,13b-窗口,14-调节部件,14a-中空槽,20-抛光槽,21-原液槽, 22、25-泵,23-截止阀,24、26、27-阀,28-废液槽,29-冷却槽,30-进液(或气)阀,31出液(或气)阀,32-抛光电源,h-阴极框架的高度,l、w-阴极框架的长度,d-凹槽13a的宽度,d2-中空槽14a的宽度(或者阴极板10的厚度)。
具体实施方式
42.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是,本实用新型能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,元件和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白,当元件被称为"在

上"、"连接到"其它元件时,其可以直接地在其它元件上、连接其它元件,或者可以存在居间的元件。相反,当元件被称为"直接在

上"、"直接连接到"其它元件时,则不存在居间的元件。尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件,这些元件、部件不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、与另一个元件、部件。因此,在不脱离本实用新型教导之下,下面讨论的第一元件、部件可表示为第二元件、部件。空间关系术语例如“在
……
之下”、“在下面”、“下面的”、“在
……
之上”、“在上面”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。
例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在
……
之下”、“在下面”、“下面的”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时,单数形式的"一"、"一个"和"所述/该"也意图包括复数形式,除非上下文清楚的指出另外的方式。还应明白术语“包括”用于确定可以特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语"和/或" 包括相关所列项目的任何及所有组合。
43.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
44.请参考图1至图10,本实用新型一实施例提供一种抛光槽,其包括槽体、至少一条可移动横梁和用于放置阴极板的阴极框架13。其中,可移动横梁与槽体可滑动连接,能沿槽体的两个相对的槽壁移动,阴极框架13与可移动横梁可拆卸连接,且阴极框架13具有暴露出阴极板10的至少部分的窗口13b,使得阴极板与槽体中的抛光液接触。
45.请重点参考图1至图4,槽体具有盛放抛光液的第一腔体(未标记),可选地,沿着第一腔体的中心轴线自下往上的方向,第一腔体的横截面的面积逐渐增大,例如该第一腔体可以为四周高、中间低的漏斗形结构,由此,一方面可以使用较少体积的抛光液来浸没阴极和阳极,另一方面,可以使得第一腔体顶端的开口尺寸较大,为可移动横梁提供足够的移动距离。
46.另外,由于抛光液温度对抛光的不同方面有着不同的影响,维持抛光液温度有着重要的意义,抛光液温度过低,会引起阳极板(即待抛光的工件)溶解缓慢,抛光速率缓慢,甚至无抛光效果,而抛光液温度过高,会提高抛光液的粘度,阻碍阳极板溶解出的离子正常扩散,间接提高了浓差极化问题。而且抛光液温度过高,一方面还会造成金属溶解速率增大,降低抛光液电阻,另一方面,还会导致电能在阳极板上产生的热量增加,阳极板附近氧气无法及时脱离产生气孔,甚至产生水蒸气,引起表面腐蚀,气体条纹明显,影响抛光效果。因此,本实施例中,槽体采用由固定连接的外壳8和内胆7组成的双层结构设计,槽体的第一腔体设置在内胆7内,内胆7嵌套在外壳8内并与外壳8固定连接,且内胆7和外壳8之间形成有第二腔体,外壳8上设有连通第二腔体的进水口5和出水口6,冷水或液氮等冷却液或者合适的低温气体等冷却剂可以经进水口5进入第二腔体,并经出水口6流出。
47.由此,本实施例能够通过在外壳8和内胆7之间的第二腔体中流通冷却剂来实现槽体的第一腔体中的抛光液的快速降温,进而可以通过提高抛光液降温效率来提高抛光效果,同时抛光液的快速降温还能避免因为使用玻璃、石英等材质因冷热冲击或外部机械膨胀导致的抛光槽破裂的问题。以现有技术中使用 2.6kw冷水机,循环冷却液体积35l为4l抛光液进行降温为例,将抛光液由室温降至4℃耗时约1.5h,而使用本实用新型的双层结构设计的槽体,降温4l抛光液仅需要使用6l冷却液,且使用相同功率的冷水机,仅用0.5h即可将抛光液从室温降至4℃,抛光液的冷却效率大大提高,冷却成本大大降低。
48.可选的,外壳8和内胆7可以是以不锈钢为基材而形成的两个大小不同的不锈钢槽,其中,以小尺寸不锈钢槽作为内胆7,以大尺寸不锈钢槽作为外壳8。
49.应当理解的是,外壳8和内胆7之间的固定方式可以通过任意合适的方式来实现,
其只有满足外壳8和内胆7的相对位置不变,且冷却空间除了进水口5 和出水口6能与外界连通外,冷却空间的其他区域均是密封的即可。作为一种示例,内胆7焊接到外壳8上的焊接位置分布在内胆7四周的顶部,由此,外壳8和内胆7的顶端是焊接在一起的。作为另一种示例,内胆7和外壳8是一体成型的。
50.进水口5和出水口6作为第二腔体中流通的冷却剂的出入口,其孔径≥5mm,进水口5和出水口6均贯穿外壳8但均不触及内胆7,在进水口5和出水口6处可以焊接阀门或者宝塔头(如图11中的30、31所示),以便冷却剂(可以是液体,也可以是气体)在外壳8和内胆7之间的第二腔体中循环流动。其中,冷却剂可以为水等。
51.可选地,外壳8的内表面、外壳8的外表面、内胆7的外表面和内胆7的内表面中的至少一个表面上覆盖有聚四氟乙烯(ptfe)涂层等防腐涂层(未图示),该防腐涂层的厚度可以为0.5mm~20mm。作为一种示例,在包括外壳8的外表面和内胆7的内表面在内的槽体内外表面上均形成ptfe涂层,其形成过程可以如下:使用40%naoh溶液将槽体内外表面浸泡30min,之后经过纯化水冲洗1min后,再次使用40%naoh溶液将槽体内外表面浸洗1min;接着,使用喷涂或者刷涂的方式,将ptfe乳液均匀地涂抹在槽体内外表面上,并送至 80℃烘箱烘干一定时间,根据要求反复涂抹、烘干,直到ptfe涂层的厚度达到 0.5mm~20mm,待水分蒸发后,将抛光槽的槽体送至热处理炉进行380℃~410℃烧结,由此在槽体内外表面上形成了均匀覆盖的ptfe涂层,且由此方法形成的 ptfe涂层具有优良的防腐效果,同时使得槽体在抛光过程中不会引入多余金属而造成电流损失,也不会引入不需要的阴极。
52.本实施例中,由于第一腔体内需要充入抛光液以及在抛光后需要将废液从内胆7中排出,因此,槽体的底壁上设有通孔9,该通孔9的内壁连接有第一管道(例如为直通管)12,且第一管道12贯通外壳8和内胆7,第一管道12的一端位于第一腔体内,抛光液通过第一管道12从通孔9流入或流出第一腔体。其中,第一管道12的直径需要匹配通孔9的孔径,且第一管道12在内胆7内的高度超过2mm,在外壳8外的管道长度超过2mm,此外,使用密封胶涂抹在第一管道12与内胆7的间隙及第一管道12与外壳8的间隙中,并在涂抹密封将后经常温固化3-4天,以阻止内胆中的抛光液从第一管道12与内胆7的间隙及第一管道12与外壳8的间隙流入槽体的第二腔体中而进入冷却剂循环系统中,同时也防止冷却剂从第一管道12与内胆7的间隙及第一管道12与外壳8的间隙流至外壳8的外部以及内胆7的内部。
53.可选地,所述抛光槽还可以包括分水器(未图示),该分水器设于第一管道 12上,该分水器例如是带有电磁阀(例如图11中的23、24所示)的一进二出y型分水器(未图示),通孔9设置在槽体的底壁的中心位置处,并贯穿所述槽体的底壁。第一管道12和一进二出y型分水器的材质可以均是合适的塑料材质。该分水器可以具有内螺纹,其内螺纹直径与第一管道12相配合。
54.需要说明的是,本实施例中,在槽体上设置的可移动横梁的数量和形状需要与槽体的形状相匹配。例如,当槽体的外观是正方体(此时槽体的腔体的顶端开口是正方形)时,可以在槽体上方设置长度相同但是移动方向不同的可移动横梁,当槽体的外观是长方体(此时槽体的腔体)时,可以在槽体上方设置分别能沿长边移动和沿短边移动的长度不同的可移动横梁。而且可移动横梁与槽体之间的可滑动连接,可以通过任意合适的方式来实现,能够使得每条可移动横梁能沿槽体的两个相对的槽壁移动即可。
55.作为一种示例,槽体为长方体,在槽体上方设置可沿短边槽壁移动的两条平行的
11一起移动且能够保证连接件11相对第二可移动横梁2不会发生移位。
61.此外,上述示例中,第二可移动横梁2搭设在第一可移动横梁1上,但是在本实用新型的其他实施例中,也可以使得第一可移动横梁1搭设在第二可移动横梁2上。
62.可选地,为了清楚地了解第一可移动横梁1和/或第二可移动横梁2的移动距离,可以在第一可移动横梁1和/或第二可移动横梁2所对应的槽壁外表面上设置刻度标尺。也就是说,可以在第一可移动横梁1所移动的槽壁的外表面上设置刻度标尺,也可以在第二可移动横梁2所移动的槽壁的外表面上设置刻度标尺,在其他实施例中,可以在第一可移动横梁1和第二可移动横梁2分别所移动的槽壁的外表上均设置刻度标尺。具体的,例如在第一可移动横梁1所对应的槽壁外表面上设置刻度标尺4,在第二可移动横梁2所对应的槽壁外表面上设置刻度标尺3。刻度标尺4可以与第一可移动横梁1有重叠的部分,以使得第一可移动横梁1能够直接对准刻度标尺4上的刻度,刻度标尺3可以与第二可移动横梁2有重叠的部分,以使得第二可移动横梁2能够直接对准刻度标尺3 上的刻度。作为一种示例,刻度标尺3的刻度范围为0-100mm,刻度标尺4的最大刻度值小于刻度标尺3的最大刻度值。
63.在抛光时,工件(阳极板)放置在第二可移动横梁2与第一可移动横梁1所包围的腔体区域内,通过刻度标尺3和刻度标尺4的刻度指示来精确调整两个第二可移动横梁2间的距离以及两个第一可移动横梁1之间的距离,可以实现阴极板与阳极板之间的间距的精确调整。
64.应当注意的是,本实施例中,通过移动可移动横梁可实现电化学抛光过程中阴极和阳极之间的间距的调整,相对现有技术中阴极板和阳极板之间的间距固定的方式,可以改善抛光的初次电流分布及电流参数,进而提高了抛光槽的通用性。
65.请重点参考图5至图9,阴极框架13可以为塑料材质,包括但不限于pp (聚丙烯)、pvc(聚氯乙烯)、pe(聚乙烯)、ps(聚苯乙烯)等材料。
66.阴极框架13可以是通过注塑工艺形成的底部封闭、具有用于插入阴极板10 的凹槽13a的中空框架,凹槽13a侧壁的阴极框架13开设有能够暴露出阴极板的至少部分的窗口13b,即窗口13b贯穿阴极框架13的前后板面,能使得安放在阴极框架13的凹槽13a中的阴极板10在窗口13b与内胆7盛放的抛光液接触。其中,阴极框架13的整体形状可以是长方形、正方形或者其他任意合适的形状。窗口13b的形状可以是长方形、正方形或者其他任意合适的形状。另外,槽体的至少一面槽壁处设置有一个相应的阴极框架13,且该阴极框架13通过连接件11可拆卸连接到该槽壁处附近的可移动横梁上,能够在可移动横梁的带动下移动,以改变阴极板10与阳极之间的间距。
67.作为一种示例,阴极框架13整体呈长方形或正方形,其长度l、w及宽度 h的范围分别为20mm~100mm。
68.作为一种示例,每个阴极框架13通过一个或者多个连接件11固定到相应的可移动横梁上。其中,每个连接件11的一端为夹持部11b,该夹持部11b上设有贯穿该夹持部11b的螺丝安装孔11c,阴极框架13的相应位置上设螺丝安装孔13c,由此该夹持部11b夹持阴极框架13且螺丝安装孔11c与螺丝安装孔 13c对准,通过相应的螺丝穿过螺丝安装孔11c与螺丝安装孔13c并拧紧,来将夹持部11b和阴极框架13固定到一起。每个连接件11的另一端为挂钩部11a,挂钩部11a挂接到第一可移动横梁1的凹槽1b中或者挂接到第二可移动横梁2 的凹槽2c,实现与可移动横梁的可拆除连接。
69.应当理解的是,针对每个阴极框架13设置的连接件11的数量越多,阴极框架13安装在相应的可移动横梁上后越稳定,不容易旋转。
70.当然,在本实用新型的其他实施例中,阴极框架13还可以通过其他方式可拆卸地安装在相应的槽壁处附近的可移动横梁上,例如省略连接件11,直接在可移动横梁上打孔,进而通过螺丝将阴极框架13和相应的可移动横梁固定在一起。
71.此外,在正常情况下,阴极板、阳极板面积的比例通常在1:1~1:1.5之间,当阳极板的面积相对阴极板面积过小时,一方面,阳极板的电流密度加大,此时阳极板(工件)容易发生过抛,引起抛光液中金属离子浓度升高,抛光液稳定性遭到破坏;另一方面,会使阳极板的部分区域远离阴极板,电力线难以分布到,抛光无法正常进行,甚至增高电压也无法获得抛光效果;而且阴极板面积相对阳极板面积过大,距离阳极板较近,会造成该部位的阳极板电流密度过大,阳极板容易烧焦。由此可知,阴极板面积相对阳极板过大、过小都是不适宜的,因此优选地,能够需根据阳极板的形状、表面积来对阴极板面积予以调整。
72.所以,本实施例的抛光槽还包括至少一个调节部件14,该调节部件14能可拆卸地设置在阴极框架13上,以调节窗口13a的大小。相对于现有技术中阴极板和阳极板之间的正对面积不变的情况,能够改善抛光的初次电流分布均匀性,保证抛光的效果,进而可以提高了抛光槽的通用性。
73.作为一种示例,阴极框架13的凹槽13a宽度d大于待抛光的阴极板10的厚度d2,调节部件14为具有中空槽14a的遮挡板,遮挡板插入到阴极框架13 的凹槽13a,阴极板10需要遮挡的部分插入到遮挡板的中空槽14a中。例如,阴极板10插入到阴极框架13的凹槽13a中后,与阴极框架13之间存在孔隙,但该孔隙的宽度不超过20mm,在阴极框架13的长边方向和/或短边方向的孔隙内填充塑料材质且具有中空槽14a的调节部件14,以调节窗口13b能露出的有效的阴极板10的表面积,由此调整影响抛光的重要参数(即阴极板与阳极的面积比),进一步提高抛光效果以及抛光槽的通用性。若阴极板10插入到阴极框架13的凹槽13a中后,与阴极框架13的内表面贴合,此时,调节部件14可以可拆卸地设在阴极框架13的外表面上,比如阴极框架13上可以设有多个螺栓孔,调节部件14通过螺栓与不同的螺栓孔连接,从而改变窗口13b的面积。
74.此外,优选地,各个可移动横梁1、2和各个调节部件14中的至少一个为电控部件,本实施例的抛光槽还包括控制装置(未图示),该控制装置与可移动横梁1、2和/或调节部件14(即三者中的至少一个)电连接,该控制装置用于控制可移动横梁1、2和/或调节部件14移动,由此实现抛光工艺的全程自动化管理。例,可移动横梁1、2均与电机相连,控制装置通过控制电机来控制可移动横梁 1、2的移动。
75.可选地,阴极框架13内盛放的抛光用的阴极板10的有效材料包括但不限于钛、钛合金、不锈钢、铂铱、铱钽、铜等中的至少一种。
76.还要注意的是,首先,阴极板的分布密度要均匀,在某些位置过稀或者过密,都会造成抛光后的阳极板的厚薄不一。而且,阴极板的长度需要根据抛光的阳极板的长短来适应性设置(该设置可以通过上述的调节部件14来实现),以免因阴极板过长而导致过阳极板烧焦的问题,以及,避免因阴极板过短而导致过阳极板下端发生类似“尖端放电”而最终产生过抛光等不良现象的问题。
77.基于同一构思,请参考图1至图11,本实施例还提供一种抛光设备,其包括原液槽
21、废液槽28、阴极板10、阳极板(未图示)、抛光电源32以及本实用新型的抛光槽20。其中,原液槽21用于提供抛光液。抛光槽20与原液槽21 通过第二管道(未标记)连通,以接收原液槽21所提供的抛光液。抛光槽20与废液槽28通过第三管道(未标记)连通,废液槽28用于回收抛光槽20所排出的抛光液,阴极板10和阳极板均置于所述抛光槽20中。抛光电源32与阴极板 10和阳极板电性连接,阳极板即为待抛光的工件。
78.可选地,本实施例的抛光设备还包括第四管道(未标记),第四管道与第三管道连接,第四管道的另一端连接抛光槽20,通过阀26、27控制抛光液进入废液槽28或者抛光槽20。
79.可选地,本实施例的抛光设备还包括:
80.用于提供和回收冷却剂的冷却槽29,冷却槽29与抛光槽20的槽壁上的进水口5和出水口6通过相应的冷却管道(未标记)连通,以向抛光槽20的外壳 8和内胆7之间的第二腔体中输送冷却剂(可以是液体,也可以是气体);
81.泵22,设置在第二管道(未标记)上,用于从原液槽21中抽取抛光液,并通过第二管道(未标记)输送到抛光槽20的第一腔体中;
82.截止阀23,设置在第一泵22的排液口(未图示)与抛光槽20之间的第一管道(未标记)上,用于启动或停止第一管道上的抛光液输送,其中,截止阀23 可以是手动的,也可以是电动的;
83.泵25,设置在抛光槽20端的第三管道(未标记)上,用于从抛光槽20中抽取抛光液进入废液槽28或者抛光槽20;
84.阀24,设置在抛光槽20与泵25的进液口(未图示)之间的第三管道(未标记)上,用于启动或停止抛光槽20对抛光液排放。
85.其中,泵25提供动力,可以通过第三管道、第四管道和阀26,实现抛光槽 20中的抛光液的搅拌.
86.上述的这些部件可以根据需要设置或者省略,本实用新型的技术方案对此不作具体限定。另外,上述的截止阀23、阀24、阀26以及阀27中的任意一个或多个可以被替换为宝塔头。
87.请参考图11,本实施例的电化学抛光设备用于抛光工艺的使用过程包括:
88.首先,需要对相应的工件(用作阳极板)进行抛光之前,先关闭阀23、阀 26、阀27以及泵25,开启泵22及截止阀23,原液槽21中的抛光液由泵22抽到抛光槽20的内胆7的第一腔体中;
89.然后,待抛光槽20中的抛光液足够时,开始对作为阳极板的工件进行抛光,且在抛光过程中,保持阀27关闭,并关闭截止阀23和泵22,开启阀24、阀26 以及泵25,由泵25提供动力,抛光液从抛光槽20中流出并经第三管道、阀26 和第四管道流回抛光槽20中,实现进行抛光液的搅拌;
90.当抛光过程结束后,保持关闭截止阀23和泵22,并关闭阀26,开启阀27,抛光液由泵25抽到废液槽28中。
91.之后在需要进行下一工件的抛光时,需要在原液槽21中新配制所需的抛光液,并重复上述过程即可。
92.上述工艺流程中,抛光槽的槽体底壁上安装一进二出y型分水器,能够高效地控制
抛光液的流向。而且第一管道12与一进二出y型分水器的螺纹配合以及第一管道12设置在抛光槽的槽体底壁的中心位置上等特点,还可以避免泵22 向槽体内补充新的抛光液及第二磁力泵25循环抛光液时,因瞬时功率过大造成液体飞溅的问题。
93.应当理解的是,抛光过程中,抛光槽中的抛光液的粘度较大,会造成电流也比较大,阳极板溶解产物容易聚集在阳极板表面,使得阳极板附近出现严重的浓度差异,即阳极板电位上升,极区的抛光液温度增加,继而影响抛光效果。上述抛光过程中,在泵25的动力作用下实现对抛光槽中的抛光液的搅拌,可以强制抛光槽中的抛光液对流,消解阳极板上聚集的反应产物,减少浓差极化,此外,该搅拌也会促进阳极板的溶解,促使附着在阳极板表面的气泡逸出,增加抛光效率。
94.当本实用新型的电化学抛光设备具有冷却槽29以及相应的冷却管道且抛光槽具有内胆和外壳时,在上述抛光过程中,还可以打开冷却管道上设置的进液 (或气)阀30和出液(或气)阀31,以通过相应的泵(未图示)从冷却槽29中抽取冷却剂至抛光槽20的第二腔体内并使得冷却剂在冷却槽29和抛光槽20的第二腔体中循环流动,以保证抛光过程中抛光槽的第一腔体内的抛光液的温度。其中在泵25的动力下进行抛光液的搅拌能够使得抛光槽中的抛光液温度更均匀,由此提高抛光效果。
95.综上所述,本实用新型提供的抛光槽以及抛光设备,该抛光槽包括槽体、可移动横梁、阴极框架,槽体具有用于盛放抛光液的第一腔体;所述可移动横梁与所述槽体可滑动连接,所述可移动横梁沿所述槽体的两个相对的槽壁移动;所述阴极框架与所述可移动横梁可拆卸连接,所述阴极框架用于放置阴极板,且所述阴极框架具有暴露出阴极板的至少部分的窗口,使得所述阴极板与所述槽体中抛光液接触,由此能够通过移动可移动横梁来实现电化学抛光过程中阴极板和阳极板之间的间距的自由调整,提高了抛光槽的通用性。进一步地,阴极框架上设有可拆卸的调节部件,能够实现电化学抛光过程中,调节用于暴露出阴极板的至少部分的窗口的大小,进而调整影响抛光的重要参数(即阴极板与阳极板的面积比),进一步提高抛光效果以及抛光槽的通用性。此外,由于实现了阴极板与阳极板之间的间距和面积比可调的功能,因此可以兼容不同形状、尺寸的工件 (即阳极板)的抛光,提高了抛光电源和抛光槽的适用范围,无需因需要抛光的阳极板工件的不同而频繁更换抛光电源和抛光槽的问题。进一步地,抛光槽的槽体采用嵌套在一起的外壳和内胆形成的双层结构,能够通过在外壳和内胆之间的第二腔体中流通冷却剂来实现抛光液的快速降温,从而通过提高抛光液降温效率来提高抛光效果,同时抛光液的快速降温还能避免因为使用玻璃、石英等材质因冷热冲击或外部机械膨胀导致的抛光槽破裂的问题。而且,当抛光设备中的包括可移动横梁和调节部件等均为电子部件时,可以通过控制装置进一步实现抛光过程的自动化管理和控制,以避免人工操作带来的安全风险。
96.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述,并非对本实用新型范围的任何限定,本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于本实用新型技术方案的范围。
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