微型零件电铸成形方法和微型零件与流程

专利2026-06-07  4


本公开涉及微制造成形,具体而言,涉及一种微型零件电铸成形方法和微型零件。


背景技术:

1、金属微型零件由于具有优异的机械性能和各种功能特性,在航空、航天、生物医疗、微机电系统(mems)等领域具有巨大的应用前景。在诸多微成形技术中,由于微电铸技术具有复制精度和重复精度高、成本低、可制备纳米晶材料和可成形复杂形状微结构等优点,成为当前制造金属微型零件的关键技术之一。

2、然而,在传统水基电铸液电沉积过程中存在析氢副反应,不仅会降低电流效率,还会在微型零件中产生针孔和麻点等缺陷,导致成形的金属微型零件尺寸复制精度低。同时,传统水基电铸液中由于各种金属离子的电负性存在差异,在金属微型零件的微电铸成形中,合金元素的比例和种类难以精确控制,从而影响和限制微型零件的性能。

3、需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种微型零件电铸成形方法和微型零件,进而至少在一定程度上克服微型零件电铸成形效果不佳的问题。

2、根据本公开的第一方面,提供了一种微型零件电铸成形方法,包括:将金属源加入离子液体中,以得到电铸液;其中,离子液体包含氯化胆碱;将刻蚀有微结构的电铸芯模作为阴极并将金属片作为阳极,浸入电铸液中,采用电沉积方式进行电铸;取出电铸后的阴极构件,以得到微型零件。

3、可选地,离子液体还包含乙二醇,氯化胆碱与乙二醇的摩尔比为1:1至1:5;或者离子液体还包含尿素,氯化胆碱与尿素的摩尔比为1:2至1:4。

4、可选地,离子液体还包含有机溶剂;其中,有机溶剂为苹果酸、草酸、肉豆蔻酸中的任意一种。

5、可选地,金属源为镍、铁、铜中的一种金属源或多种金属源。

6、可选地,将金属源加入离子液体中,以得到电铸液,包括:将金属源加入离子液体中,并在温度80℃至100℃下搅拌均匀,以得到电铸液。

7、可选地,电铸芯模的材料为金属、陶瓷、有机物中的任意一种。

8、可选地,电铸包括直流电铸或脉冲电铸,电铸的电流密度为0.5ma/cm2至10ma/cm2,电铸的电位范围为-0.1v至-10v。

9、可选地,取出电铸后的阴极构件,以得到微型零件,包括:取出电铸后的阴极构件,将阴极构件放置于去离子水中超声清洗并烘干;对阴极构件进行脱模,以得到微型零件。

10、可选地,对阴极构件进行脱模,以得到微型零件,包括:对阴极构件进行脱模,以得到中间零件;对中间零件进行后处理,以得到微型零件;其中,后处理包括低温热处理过程和表面抛光处理过程。

11、根据本公开的第二方面,提供了一种微型零件,该微型零件采用上述任一种微型零件电铸成形方法制备出。

12、在本公开示例性实施方式的方案中,采用氯化胆碱型离子液体作为电铸液,克服了传统水基电铸液制备成本高、产物对环境有害、工艺复杂以及析氢反应所导致的结构缺陷,具有简单高效、安全无毒及成本低廉等优点。另外,本公开的电铸成形方案可以提高金属微型零件的成形精度及性能,可以实现短流程、低成本制备出具有高表面质量的金属微型零件。

13、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。



技术特征:

1.一种微型零件电铸成形方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,所述离子液体还包含乙二醇,氯化胆碱与乙二醇的摩尔比为1:1至1:5;或者

3.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,所述离子液体还包含有机溶剂;

4.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,所述金属源为镍、铁、铜中的一种金属源或多种金属源。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,将金属源加入离子液体中,以得到电铸液,包括:

6.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,所述电铸芯模的材料为金属、陶瓷、有机物中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,所述电铸包括直流电铸或脉冲电铸,电铸的电流密度为0.5ma/cm2至10ma/cm2,电铸的电位范围为-0.1v至-10v。

8.根据权利要求1所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,取出电铸后的阴极构件,以得到微型零件,包括:

9.根据权利要求8所述的微型零件电铸成形方法,其特征在于,对所述阴极构件进行脱模,以得到微型零件,包括:

10.一种微型零件,其特征在于,采用如权利要求1至9中任一项所述的微型零件电铸成形方法制备出。


技术总结
本公开提供了一种微型零件电铸成形方法和微型零件,涉及微制造成形技术领域。该微型零件电铸成形方法包括:将金属源加入离子液体中,以得到电铸液;其中,离子液体包含氯化胆碱;将刻蚀有微结构的电铸芯模作为阴极并将金属片作为阳极,浸入电铸液中,采用电沉积方式进行电铸;取出电铸后的阴极构件,以得到微型零件。本公开可以提高微型零件电铸成形效果。

技术研发人员:潘博炜,张于胜,周波,谢龙飞,王亭力,陈涛
受保护的技术使用者:西安稀有金属材料研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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