一种用于制造毛细金属管的电沉积装置

本实用新型涉及电铸技术领域，尤其是涉及一种用于制造毛细金属管的电沉积装置。

背景技术：

毛细金属管通常是指内径为数微米至数百微米的金属管，在半导体、通讯、汽车、医疗、流体等领域均有广泛应用。例如，半导体测试探针的导套等。制备毛细金属管的方法主要有拉拔加工，液压成型加工，大塑性变形加工，电铸加工等。通常拉拔加工是金属管材加工的主流方式，但拉拔生产毛细金属管（1mm以下）往往受制于芯模挤压和工艺条件，存在内径越小、管壁越薄的关系，且管内壁欠光整，管壁尺寸不稳定，易产生裂纹、褶皱等质量问题。电铸加工是一种金属制品特种成形工艺，主要采用金属沉积技术在阴极化芯模表面沉积一定厚度的金属层，将金属沉积层与芯模分离后，获得具有特定功能的金属构件。通过采用微细的电铸芯模结构，能实现形状特殊、尺寸精度及表面粗糙度极高的金属制品，十分适合制备内径微细和壁厚规格不同的金属毛细管。但是电铸加工毛细金属管时，细丝状的芯模的夹持及其运动往往是生产工艺难题之一，直接影响毛细金属管的成形质量和生产的可靠性。

专利号为jp3889689的日本发明专利公布了一种电铸毛细金属管的装置。该装置采用细线材料作为芯模，表面镀上金属导电层，将芯模左右两侧固定，右侧采用弹簧胀紧芯模，将芯模置于电解液槽中电解液液面之下，可在芯模上电镀金属层。但该装置并未解决芯模如何装夹固定这一大难题，芯模装夹方式不当，很难保证毛细金属管成型质量。本实用新型提出了一种装夹导电芯模可靠、结构简单、效率高的制造毛细金属管的电沉积装置，以能高效灵活地制备成型件质量好，管壁厚度均匀的毛细金属管。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出了一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，设计了一种能够牢靠固定导电芯模的夹具，通过芯模夹具将导电芯模固定在空心传动轴的中空孔中，齿轮传动带动导电芯模旋转，从而在电沉积时获得壁厚均匀的毛细金属管。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，包括一对相互啮合的齿轮、空心传动轴、芯模夹具、芯模胀紧装置、电沉积电源、阳极、导电芯模、电解液槽、电解液、球头导电柱，其特征在于：所述的导电芯模一端夹持在芯模夹具的锥形配合面之间，另一端与芯模胀紧装置连接，芯模中间部分浸没在电解液槽中电解液液面之下；所述的芯模夹具置于连接齿轮的空心传动轴中，并随空心传动轴一起转动；所述的球头导电柱弹性压贴在芯模夹具外侧且接触良好；所述的芯模胀紧装置沿轴线方向拉紧导电芯模，使导电芯模保持水平状态。

所述的导电芯模为直径0.05-0.5mm的金属丝，材质为钛、铝、铜、或铁。

所述的芯模夹具材质为不锈钢，锥形配合面为具有相同锥角的圆锥面。

所述的阳极为长条状，与导电芯模平行且置于电解液槽底部，材质为钛等惰性金属。

所述的阳极与电沉积电源的正极相连接，球头导电柱与电沉积电源的负极相连接。

所述的齿轮，空心传动轴均为非导电材料，如尼龙、聚丙烯等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

毛细金属管品质高。通过电机带动齿轮传动，带动空心传动轴旋转，从而带动芯模夹具旋转实现导电芯模的旋转，可在芯模表面电沉积出厚度均匀的毛细金属管；在电解液槽中，导电芯模浸没在电解液中被胀紧并平行于阳极，而使电场分布均匀；循环系统可加快电解液流动，传质好，沉积表面缺陷少，质量高；通电量精密控制沉积层厚度。

芯模装夹快捷。芯模夹具通过一对具有相同锥度的夹具体之间的锥形配合面将导电芯模夹紧，细丝状的芯模不宜装夹，锥形配合面夹紧可靠，且两个夹具体的锥形配合面拆卸快捷，安装快捷可靠，便于导电芯模和空心传动轴实现同轴旋转。

附图说明

图1是本实用新型一种用于制造毛细金属管的电沉积装置的示意图。

图2是本实用新型固定导电芯模方式的局部放大示意图。

图3是本实用新型制造毛细金属管的横截面示意图。

图中：1、齿轮，2、空心传动轴，3、球头导电柱，4、芯模夹具，5、锥形配合面，6、电机，7、齿轮，8、左支架，9、电解液泵，10、电沉积电源，11、阳极，12、电解液槽，13、右支架，14、芯模胀紧装置，15、电解液，16、导电芯模，17、毛细金属管。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本实用新型的实施作进一步描述。

如图1至图3所示，一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，包括一对相互啮合的齿轮1和7、空心传动轴2、芯模夹具4、芯模胀紧装置14、电沉积电源10、阳极11、导电芯模16、电解液槽12、电解液15、球头导电柱3，其特征在于：所述的导电芯模16一端夹持在芯模夹具的锥形配合面5之间，另一端与芯模胀紧装置14连接，芯模中间部分浸没在电解液槽12中电解液15液面之下；所述的芯模夹具4置于连接齿轮1的空心传动轴2中，并随空心传动轴一起转动；所述的球头导电柱3弹性压贴在芯模夹具4外侧且接触良好；所述的芯模胀紧装置14沿轴线方向拉紧导电芯模，使导电芯模保持水平状态。

本实用新型的工作原理是。

启动电机6工作，带动传动轴传动，通过齿轮1和7啮合传动，齿轮1内部为方形孔和空心传动轴2的一部分方形轴间隙配合，带动空心传动轴2的旋转。芯模夹具4通过紧定螺钉固定在空心传动轴2内，进一步实现芯模夹具和空心传动轴同时旋转。齿轮，空心传动轴均为聚丙烯材料。芯模夹具4由一对具有相同锥度的夹具体构成，通过锥形配合面5夹紧导电芯模16，导电芯模另一侧连接芯模胀紧装置14。

电沉积电源10正极与阳极11连接，负极与球头导电柱3连接，进一步使与球头导电柱3接触良好的芯模夹具4导电，从而使导电芯模16导电。芯模夹具4材质为不锈钢，导电芯模16为直径0.05-0.5mm的钛金属丝，作为导电阴极。阳极11为长条状，与导电芯模平行且置于电解液槽底部，材质为钛。启动电机6同时，开启电沉积电源10，使电解液15带电，阴极得到电子而发生电化学还原反应，在芯模16上逐层堆积而最终形成电沉积金属管17，电解液泵9可使电解液循环利用，加快电沉积速度。用腐蚀溶液可溶解金属管17中间的芯模。去除芯模后，得到满足要求的毛细金属管。

本发明的保护范围并不限于上述描述的实施方案。在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变化均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，包括一对相互啮合的齿轮（1）和（7）、空心传动轴（2）、芯模夹具（4）、芯模胀紧装置（14）、电沉积电源（10）、阳极（11）、导电芯模（16）、电解液槽（12）、电解液（15）、球头导电柱（3），其特征在于：所述的导电芯模（16）一端夹持在芯模夹具的锥形配合面（5）之间，另一端与芯模胀紧装置（14）连接，芯模中间部分浸没在电解液槽（12）中电解液（15）液面之下；所述的芯模夹具（4）置于连接齿轮（1）的空心传动轴（2）中，并随空心传动轴一起转动；所述的球头导电柱（3）弹性压贴在芯模夹具（4）外侧且接触良好；所述的芯模胀紧装置（14）沿轴线方向拉紧导电芯模，使导电芯模保持水平状态。

2.根据权利要求1所述的一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，其特征在于：所述的导电芯模（16）为直径0.05-0.5mm的金属丝。

3.根据权利要求1所述的一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，其特征在于：所述的芯模夹具（4）材质为不锈钢，锥形配合面为具有相同锥角的圆锥面。

4.根据权利要求1所述的一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，其特征在于：所述的阳极（11）为长条状，与导电芯模平行且置于电解液槽底部，材质为惰性金属。

5.根据权利要求1所述的一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，其特征在于：所述的阳极（11）与电沉积电源（10）的正极相连接，球头导电柱（3）与电沉积电源（10）的负极相连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于制造毛细金属管的电沉积装置，其特征在于：所述的齿轮（1）和（7），空心传动轴（2）均为非导电材料。

技术总结
本实用新型公开了一种用于制造毛细金属管的电沉积装置。该装置包括电机、一对相互啮合的齿轮、空心传动轴、芯模夹具、芯模胀紧装置、电解液、电沉积电源、阳极、球头导电柱、电解液槽、导电芯模等。电沉积制作毛细金属管时，细丝状的导电芯模夹持在芯模夹具和芯模胀紧装置之间，并部分浸没在电解液液面之下，电机驱动齿轮使芯模夹具与导电芯模随空心传动轴一起转动；同时，电沉积电源分别与球头导电柱和阳极通电后，芯模外表面电沉积形成毛细金属管。该装置结构简单，操作方便，导电芯模装夹牢靠，可获得壁厚均匀的高品质毛细金属管。

技术研发人员：张亚楠;王伟;李宗彬;明平美;韩磊
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.07.27