一种电铸金属圆管用挂具的制作方法

本实用新型属于电铸加工领域，尤其涉及一种电铸金属圆管用挂具。

背景技术：

电铸技术是在阴极表面电化学沉积一定厚度的金属，再将该金属沉积层与阴极分离，从而获得具有特定功能金属制品的技术。电铸技术由于具有加工精度高（复制精度高）、加工成本低等诸多优点，近年来其在航空航天、精密机械、塑料模具等多个领域有着非常广泛的应用。

电铸层的厚度分布均匀性是电铸技术的重要指标之一。现有的研究表明，影响电铸层厚度分布均匀性的主要因素是阴极表面的流场与电场分布。在实际应用中，由于阴极表面的流场与电场分布均匀性往往不太理想，导致电铸层的厚度分布常常出现不均匀现象（厚度差一般超过20％），这在一定程度上制约了电铸产品性能的有效发挥。

申请号为201822146030.x的专利公开了一种细长轴类零件电镀工装，该装置通过设置与轴类零件同轴的轴套，来保证轴类零件外表面的电位差一致，以期使得轴类零件的电镀层厚度一致。由于轴套与轴类零件之间相对静止，轴类零件表面同轴套上的连通区域相对位置的电解液流强度较其余位置强，因此，难以在轴类零件表面获得相对均匀的流场分布，使得电镀层的厚度分布均匀性仍不够理想。此外，轴类零件表面上电解液流强度较弱位置可能会有气泡的附着，导致轴类零件表面产生针孔缺陷。申请号为201910347052.9的发明专利公开了一种用于电沉积薄壁无缝圆管的装置，该装置将柔性纤毛压贴在圆棒状阴极（芯模）表面，并使柔性纤毛与圆棒状阴极产生相对运动，以期获得厚度分布均匀性较为理想的电铸层。虽然该装置一定程度上可在芯模表面获得相对均匀的流场分布，但是对提高芯模表面电场分布均匀性方面没有明显的积极效果，电铸层的厚度分布均匀性同样不够理想。为此，亟待开发一种可协同提高芯模表面流场与电场分布均匀性的装置，以更好地解决电铸层厚度的均匀性问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种电铸金属圆管用挂具，以解决上述中提到的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电铸金属圆管用挂具，它包括上固定座、下固定座、引电单元、圆筒状钛网、联接杆、芯模；所述的上固定座包括上底座、轴承ⅰ、内齿轮套；所述的下固定座包括下底座、轴承ⅱ、导向柱；所述的引电单元包括引电架、引电轴承、引电杆、惰轮；所述的上底座的中心设有通孔ⅰ，两侧对称设有定位孔；所述的内齿轮套呈管状，其内壁设有轮齿；所述的下底座上设有环形凸台；所述的引电架的中心设有通孔ⅱ，两侧对称设有定位柱；所述的引电杆的中部设有齿轮，下部设有螺纹段；所述的芯模的上段设有内螺纹孔，下段设有导向孔；所述的上底座与下底座通过4根均布的联接杆平行正对地固定连接在一起；所述的内齿轮套通过轴承ⅰ可转动地安设在通孔ⅰ内；所述的导向柱可转动地安设在环形凸台中心处；所述的定位柱配合安装于定位孔内；所述的引电杆通过引电轴承可转动地安设在通孔ⅱ内；所述的惰轮可转动地安设在引电架上并同时与齿轮和轮齿相啮合；所述的内螺纹孔与螺纹段配合联接，导向孔与导向柱配合联接；所述的圆筒状钛网的一端与内齿轮套固定配合连接，另一端通过轴承ⅱ与环形凸台的外表面可转动配合安装；所述的圆筒状钛网与芯模同轴，且其内表面与芯模表面的距离为1~5mm。

所述的引电架上设有引电柱。

所述的轴承ⅰ与轴承ⅱ的材质均为耐酸碱腐蚀尼龙。

所述的圆筒状钛网的材质牌号为ta1，目数为5~40。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.电铸层厚度分布均匀性好。本实用新型中的圆筒状钛网与芯模同轴设置，且圆筒状钛网与芯模可做相对反向旋转运动，使得贴近芯模表面的各处电解液可获得相同强度的搅拌，进而在芯模表面形成均布的流场。此外，全导电的圆筒状钛网可把来自阳极的电场进行二次均化，使得芯模表面电场分布更均匀。两者协同作用使得电铸金属圆管厚度分布均匀。

2.电铸速度更快。本实用新型中的圆筒状钛网与芯模可做相对反向旋转运动，加强了对芯模附近电解液的搅拌，芯模表面的电解液更新速度更快，扩散层厚度变薄，电铸过程的传质效率更高，电铸速度更快。

3.电铸金属圆管表面质量好，良品率高。圆筒状钛网与芯模的相对反向旋转运动带来的强烈搅拌可以对芯模表面可能产生的气泡产生有效的驱离作用，避免气泡附着在芯模表面，使得电铸层一定面积上的针孔数量大幅度减少，为电铸制备金属圆管创造了有利条件。

附图说明

图1为本实用新型的三维示意图。

图2为本实用新型的局部剖视示意图。

图3为本实用新型中的上固定座的剖视示意图。

图4为本实用新型中的下固定座的剖视示意图。

图5为本实用新型中的引电单元的三维示意图。

图6为本实用新型中的引电单元的正视图。

图7为本实用新型使用时的装配示意图。

图8为本实用新型的齿轮啮合示意图。

图中标号及名称：1、上固定座；1-1、上底座；1-1-1、通孔ⅰ；1-1-2、定位孔；1-2、轴承ⅰ；1-3、内齿轮套；1-3-1、轮齿；2、下固定座；2-1、下底座；2-1-1、环形凸台；2-2、轴承ⅱ；2-3、导向柱；3、引电单元；3-1、引电架；3-1-1、通孔ⅱ；3-1-2、引电柱；3-1-3、定位柱；3-2、引电轴承；3-3、引电杆；3-3-1、齿轮；3-3-2、螺纹段；3-4、惰轮；4、圆筒状钛网；5、联接杆；6、芯模；6-1、内螺纹孔；6-2、导向孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施作进一步描述，本实施给出了详细的实施方式和电铸金属圆管的操作步骤，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1~8所示，一种电铸金属圆管用挂具，它包括上固定座1、下固定座2、引电单元3、圆筒状钛网4、联接杆5、芯模6；上固定座1包括上底座1-1、轴承ⅰ1-2、内齿轮套1-3；下固定座2包括下底座2-1、轴承ⅱ2-2、导向柱2-3；引电单元3包括引电架3-1、引电轴承3-2、引电杆3-3、惰轮3-4；上底座1-1的中心设有通孔ⅰ1-1-1，两侧对称设有定位孔1-1-2；内齿轮套1-3呈管状，在其内壁设有轮齿1-3-1；下底座2-1上设有环形凸台2-1-1；引电架3-1的中心设有通孔ⅱ3-1-1，两侧对称设有定位柱3-1-3；引电杆3-3的材质为导电性能好的紫铜，在其中部设有齿轮3-3-1，下部设有螺纹段3-3-2；芯模6为长度400mm、直径30mm的sus304不锈钢棒，在其上段设有内螺纹孔6-1，下段设有导向孔6-2；上底座1-1与下底座2-1通过4根均布的联接杆5平行正对地固定连接在一起；内齿轮套1-3通过轴承ⅰ1-2可转动地安设在通孔ⅰ1-1-1内；导向柱2-3可转动地安设在环形凸台2-1-1中心处；定位柱3-1-3配合安装于定位孔1-1-2内；引电杆3-3通过引电轴承3-2可转动地安设在通孔ⅱ3-1-1内；惰轮3-4可转动地安设在引电架3-1上并同时与齿轮3-3-1和轮齿1-3-1相啮合；内螺纹孔6-1与螺纹段3-3-2配合联接，导向孔6-2与导向柱2-3配合联接；圆筒状钛网4的长度为420mm、内径为35mm、厚度为0.2mm，其一端与内齿轮套1-3固定配合连接，另一端通过轴承ⅱ2-2与环形凸台2-1-1的外表面可转动配合安装；圆筒状钛网4与芯模6同轴，且其内表面与芯模6表面的距离为2.5mm。

上底座1-1、下底座2-1、内齿轮套1-3、联接杆5的材质均为聚丙烯。

引电架3-1的材质为导电性能好的紫铜，其侧面设有引电柱3-1-2。

轴承ⅰ1-2与轴承ⅱ2-2的材质均为耐酸碱腐蚀尼龙。

圆筒状钛网4的材质牌号为ta1，目数为20。

基于该挂具，电铸制备金属圆管的具体操作步骤如下：

（a）将装配好的挂具与电铸阳极（纯度为99.99%的条状镍板，图中未绘出）平行固定放置于温度为55℃、ph为4.5的瓦特型电解液内；

（b）将电铸阳极与电镀电源（未绘出）的正极相连接，引电柱3-1-2与电镀电源的负极相连接，引电杆3-3的上端部与旋转电机（未绘出）相连接；

（c）开启旋转电机，在旋转电机的驱动与齿轮机构的传动作用下，圆筒状钛网4与芯模6做相对反向旋转运动；

（d）打开电镀电源，在2a/dm²的电流密度下电铸2h（此条件下电铸层生长的厚度为50μm）；

（e）电铸结束后，依次关闭电镀电源与旋转电机，并从挂具中取出电铸后的芯模6，用大量蒸馏水冲洗电铸层表面，待冲洗干净后将电铸层从芯模6上取下即制得长度400mm、内径30mm、厚度50μm的金属圆管。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。