可以实现一个稳定而且高效的电镀过程，在一个复杂的三维表面，如高压涡轮叶片的缘板和榫根之间的型腔区域上形成厚度均匀的镀层。与模拟工件的三维表面的块状电极相比，本文所描述的电镀工具可以在工件的曲面上获得厚度均匀性更好的涂层，因为块状电极在跨越整个表面的范围都是导电的，很难在电极和工件之间的狭窄区域提供足够的电解液冲刷。
[0032]如图2A-2C所示，电镀工具200包括电极阵列，其包括多个电极202，每一电极202可以是实心的导电杆，如前所述，导电杆表面可被绝缘或部分绝缘。该电镀工具200还包括基部204，其上有容纳电极202的电极孔206和靠近所述电极孔的电解液通道208，用来让电解液从其中流动。当电极202收容于所述孔206中时，所述电解液通道208散布于电极202之间。每一电极202有一个可作用于待电镀元部件602的端部210。所述多个电极202的端部210形成一个与所述元部件602的形状大致相适应的模拟面。所述电解液通道208可用来将电解液引入到电极和待电镀元部件之间的空隙，或是用来促进电解液的流动。若电镀工具200和元部件602没有浸入电解液中，可通过所述电解液通道来引入电解液。若所述电镀工具200和元部件602是浸入或至少部分浸入电解液中的，与电解液通道208相连的泵(未图示)可驱动电解液在所述电解液通道208中向前或向后或前前后后地流动，来促进电极202和元部件602之间的电解液的流动。
[0033]所述电解液通道也可以是其它形状的和(或)位于基部的其它位置。比如，在如图3A-3C所示的电镀工具300中，所述电解液通道308为沿电极302的轴向贯穿基部304的狭槽。
[0034]如图4A-4C所示，电镀工具400包括电极阵列，其包括组装于基部404上的多个电极402,每一电极402包括导电杆406和围绕所述导电杆406的壳体408。所述壳体408可以是不同的形状，包括但不限于圆柱体和各种不同截面的柱体。所述壳体408可以是导电或是不导电的，其可用导电材料制成但在电镀过程中不通电。在所述导电杆406和壳体408之间形成环状通道409，用来让电解液在其中流动。类似地，所述电解液通道409可用来将电解液引入到电极402和待电镀元部件604之间的空隙，和(或)用来促进电解液的流动。所述导电杆406可沿纵向伸出所述壳体408露出其端部410。这些所述导电杆406的端部410形成一个与所述元部件604的形状大致相适应的模拟曲面。
[0035]如图5A-5C所示，所述电镀工具500包括电极阵列，其包括组装于基部504上的多个电极502，每一电极502包括导电管506，该导电管506内有供电解液流动的通道508。类似地，所述电解液通道508可用来将电解液引入到电极402和待电镀元部件604之间的空隙，和(或)用来促进电解液的流动。所述导电管506可将端部暴露而将侧面绝缘或部分绝缘。所述多个导电管506的端部510形成了一个与所述元部件605的形状大致相适应的模拟曲面。
[0036]如前所述的电镀工具可用于电镀工艺中，在电镀时以所述电极阵列为阳极，以待电镀元部件(工件)为阴极。
[0037]在使用前，可将所述电镀工具组装起来并相对工件定位好。以下将以如图5A-5C所示的电镀工具为例来描述一种示例性的组装和安装工艺。内设通孔的基部504用作支持架，用来支持和固定所述多个电极502。所述支持架504安装于待电镀的工件605的上方，将所述多个电极502分别伸入支持架504内的通孔中，让这些电极502的端部接触到工件605的表面，从而使得这些电极502的端部形成一个与工件的几何外形大致相适应的三维模拟面。然后将所述电极502固定于支持架504，形成一电极阵列(S卩，离散的阳极矩阵)。将所述电极阵列与工件605间隔开，使得工件605与电极端部形成的三维模拟面之间隔开一定距离。各电极端部508和工件605之间的距离可大致相同。
[0038]在电镀的过程中，所述电极阵列和工件可浸入或不浸入电解液中，这将根据电镀工具的形状和(或)具体的电镀需求来决定。若在电极内或电极之间没有电解液通道，可将电极阵列和工件浸入或部分浸入电解液中。若在电极内或电极之间设置有电解液通道，用来往电极和工件间的空隙引入电解液，则可将所述电极阵列和工件浸入电解液中，也可不将所述电极阵列和工件浸入电解液中。
[0039]可将所述电极阵列和工件浸入或部分浸在电解液中，同时还让电解液在所述电解液通道中流动。在与电解液通道相连的泵的驱动下，电解液可向前或向后流动，此处所述的“向前”和“向后”是指朝向和远离电极端部的方向。可让各电解液通道中的电解液均向前流动，也可让各电解液通道中的电解液均向后流动，还可让部分电解液通道中的电解液向前流动而部分电解液通道中的电解液向后流动。其中，向后流动的电解液流可提高电镀间隙区域的流动状态稳定性。另外，在电镀过程中还可改变电解液的流动方向，在至少一个电解液通道中，电解液是向前向后交替流动的。比如，电解液可以先向前流动再向后流动，或是先向后流动再向前流动。
[0040]如前所述，由于电镀工具中的多个电极的端部形成一个与工件的模拟形状大致相适应的表面，起特别适用于电镀工艺中用来在复杂的曲面，如高压涡轮叶片的缘板和榫根之间的型腔区域上形成电镀涂层。在将工件安装并相对电镀工具定位前，可对所述工件进行清洁和预处理。然后将工件和电极阵列浸入或部分浸入电解液中并搅动电解液，和(或)开动连接于所述电解液通道的泵来使电解液通道中的电解液流动。将工件和电极阵列分别连接到电源的负极和正极，以向工件和电极阵列施加电流，以一定的工艺参数操作实施电镀，在工件上获得均匀的涂层。
[0041]如前所述的电镀工具可用来根据实际需要获得金属的或复合的涂层。可用所述电镀工具在高压涡轮叶片的缘板和榫根之间的型腔区域提供一个含铬的抗腐蚀涂层。
[0042]虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
【主权项】
1.一种电镀工具,其包括: 电极阵列，包括多个电极，每一电极有一个用来面对待电镀元部件的端部，其中: 所述多个电极的端部形成一个与所述待电镀元部件的形状的至少一部分相适应的模拟面。2.如权利要求1所述的电镀工具，其中所述多个电极的端部形成模拟曲面。3.如权利要求1所述的电镀工具，其进一步包括设置于电极内或是邻近电极的电解液通道，用来让电解液在其中流动。4.如权利要求1所述的电镀工具，其中至少一个所述电极可沿其轴向进行调节，以适应不同形状的待电镀元部件。5.如权利要求1所述的电镀工具，其进一步包括基部，该基部包括用来收容所述电极的电极孔和邻近所述电极孔的电解液通道，用来让电解液在其中流动。6.如权利要求1所述的电镀工具，其中至少一个所述电极包括导电杆和围绕该导电杆的壳体，在该导电杆和壳体之间形成一环形通道。7.如权利要求1所述的电镀工具，其中至少一个所述电极包括内设通道的导电管。8.一种方法，其包括: 提供一种电镀工具，其包括电极阵列，该电极阵列包括多个电极，每一电极有一个用来面对待电镀元部件的端部，其中所述多个电极的端部形成一个与所述待电镀元部件的形状的至少一部分相适应的模拟面；以及 以所述电极阵列为阳极对所述待电镀元部件进行电镀。9.如权利要求8所述的方法，其中所述电镀工具进一步包括设置于电极内或邻近电极的通道，在电镀过程中让电解液在该通道内流动。10.如权利要求8所述的方法，其中对所述待电镀元部件进行电镀包括在高压涡轮叶片的缘板和榫根之间的型腔区域上提供电镀涂层。
【专利摘要】本发明涉及电镀工具及使用该电镀工具的方法。首先，本发明涉及一种电镀工具包括电极阵列，该电极阵列包括多个电极，每一电极有一个用来面对待电镀元部件的端部，其中，所述多个电极的端部形成一个与所述待电镀元部件的形状的至少一部分相适应的模拟面。本发明还涉及使用该电镀工具进行电镀的方法。
【IPC分类】C25D7/00, C25D17/10
【公开号】CN104947172
【申请号】CN201410123857
【发明人】徐惠宇, 布彭德拉·古普塔, 陈晓宾, 马克·罗森茨维格, 武颖娜, 胡鹏, 萨玛尔·卡琳塔
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月28日