一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种表面织构的电解加工方法，更具体地说，涉及一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法。
【背景技术】
[0002]改善机械系统的摩擦性能对提高机器的承载能力和使用寿命有着重要作用。工程实践表明，通过改变润滑油的化学成分以及降低润滑油粘度可以减少润滑油中硫、磷含量，降低环境污染；另一种合理的方法是对摩擦副工作表明进行精加工，如表明抛光、研磨等，从而达到减小摩擦副之间的摩擦损耗的目的，但受材料性质和加工精度的影响，粗糙度的提高已经达到了极限水平。表面工程技术的进步为更好地控制材料的摩擦学行为提供了多种有效的解决方法，其中表面织构技术作为精确表面工程提高摩擦副承载能力以及抗磨减摩性能方面有着明显的改善效果。大量的理论研宄和工程实践发现，合理的表面织构能够产生流体动压，储存润滑油，为表面提供润滑、容纳磨肩以及减少表面吸附力等效果。并且，随着近年来研宄的不断深入，研宄人员已经形成共识:摩擦副表面的微小凹坑阵列具有极佳的抗磨减摩性能。
[0003]然而，有效的微小凹坑阵列制造技术是该项技术工程化的重要保障。近年来，研宄人员在摩擦副表面微小凹坑阵列制造加工领域倾注了极大的研宄热情，提出了多种制造加工方法，试图解决这个制造难题。目前摩擦副表面织构制造加工方法主要有激光加工表面织构技术、磨料气射流技术、电火花加工技术、电解加工技术等。其中，电解加工是一种利用电化学阳极溶解原理去除材料的特种加工方法，与其他加工方法比较，具有加工范围广，生产效率高，表面质量好，工具无损耗等突出优点。用电解方法加工微小凹坑效率高，表面质量好，成本低。
[0004]目前国内外使用电解加工微小凹坑阵列的方法主要有:(1)照相电解；(2)群电极电解加工；(3)固定阴极加工；(4)电液束加工。其中，固定阴极加工方法是将一个带有贯穿群孔结构、表面附有绝缘层的工具阴极直接与工件紧密贴合，阴阳极接通电源后进行电解加工，在工件表面得到群坑结构；该方法加工效率高，成本低廉，但在加工阵列微小凹坑时，容易出现微小凹坑杂散腐蚀严重，导致加工定域性和均匀性差。在该方法中，工具阴极与工件阳极之间的绝缘层对于表面织构的质量有明显的影响，中国申请专利号201010205003.0，申请公布日为2010年10月20日，发明创造名称为:阵列微坑电解加工方法及系统，该申请案涉及一种阵列微坑电解加工方法及系统，包括下列步骤:(a)制作带有贯穿群孔结构的模板；(b)将模板与工件阳极紧密贴合；(c)工具阴极和工件阳极分别与电源正负极连接；(d)在工具阴极和模板之间通入电解液，使电解液通过模板上的贯穿群孔到达阳极表面；(e)接通电源进行电解加工；上述模板为惰性金属模板。该申请案解决了现有绝缘模板微坑阵列电解加工过程中杂散腐蚀比较大的缺点，显著提高电解加工的定域性和微细尺度加工能力。中国申请专利号201410228273.1，申请公布日为2014年8月27日，发明创造名称为:接触式电解加工阵列微小凹坑的方法，该申请案涉及一种接触式电解加工阵列微小凹坑的方法，首先通过照相掩膜的方式在工件阳极表面制得需要电解的光刻胶膜图案，工件阳极与工具阴极分别与电源的正负极连接，将工件阳极浸入到电解液中，工具阴极与工件阳极上的光刻胶膜接触，接通电源进行电解加工。利用本发明工具阴极与工件阳极上的光刻胶膜接触，可以改善加工区域的电场分布，使得加工区域周围和中心的电场强度趋于一致，显著提高电解加工阵列微小凹坑的加工精度和定域性。上述两个申请案的绝缘层分别采用惰性金属模板和光刻胶膜，光刻胶膜加工过程繁琐，生产效率低，制造成本高；惰性金属模板加工微孔困难，一般采用微钻头钻孔，钻孔效率和精度低，成本高。
【发明内容】
[0005]1.发明要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于克服现有表面织构的电解加工方法效率低、制造成本高、表面质量较差的不足，提供一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法，采用本发明的技术方案，利用具有阵列微孔的塑料板实现工件表面织构，利用热熔法在塑料板上加工阵列微孔，微孔加工精度高，效率高，且微孔孔距控制方便；并且采用塑料板作为绝缘层，表面织构杂散腐蚀小，提高了表面织构的精度，方法简单实用，具有广泛的应用前景。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0009]本发明的一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法，包括以下步骤:
[0010](a)制作具有阵列微孔的绝缘板；
[0011](b)将绝缘板平贴于工件的加工表面上；
[0012](c)在工具阴极和绝缘板之间通入电解液，使电解液通过微孔到达工件的加工表面，其中，工具阴极接脉冲电源负极，工件接脉冲电源正极；
[0013](d)接通脉冲电源进行表面织构电解加工；
[0014]所述的绝缘板为塑料板，所述的塑料板上的阵列微孔采用热熔法加工。
[0015]更进一步地，所述的热熔法加工阵列微孔的具体步骤为:
[0016](a-Ι)用直径不大于200 μ m的医疗不锈钢微针制备具有一定间距的微针阵列；
[0017](a-2)将步骤(a-Ι)中的微针阵列安装于精密数控机床上，并将微针阵列加热至不超过100 °C ；
[0018](a-3)利用精密数控机床带动上述的微针阵列在塑料板上加工具有一定间距规则排列的微孔。
[0019]更进一步地，所述的绝缘板的厚度不大于0.1mm;所述的工具阴极与绝缘板之间的加工间隙不超过0.1mm。
[0020]更进一步地，步骤(b)中的绝缘板与工件的贴合间隙不大于0.01_。
[0021 ] 更进一步地，步骤(C)中的电解液为浓度不大于12%的NaNO3溶液。
[0022]更进一步地，所述的工具阴极为不锈钢板。
[0023]3.有益效果
[0024]采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:
[0025](I)本发明的一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法，其绝缘板为塑料板，塑料板上的阵列微孔采用热熔法加工，利用热熔法在塑料板上加工阵列微孔，微孔加工易于实施，精度高，效率高，提高了表面织构的加工精度和效率，并且微孔孔距可控，控制方便；该方法简单实用，具有广泛的应用前景；
[0026](2)本发明的一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法，其热熔法加工阵列微孔的具体步骤为:首先用直径不大于200 μm的医疗不锈钢微针制备具有一定间距的微针阵列；然后将微针阵列安装于精密数控机床上，并将微针阵列加热至不超过100°C ;利用精密数控机床带动上述的微针阵列在塑料板上加工具有一定间距规则排列的微孔；直径不大于200 μ m的医疗不锈钢微针的精度和强度高，不易弯折，且取材方便；利用精密数控机床控制微针阵列加工，加工精度高，效率高，同时可以调节微孔孔距；微针阵列加热温度不宜过高，过高易使塑料板过热而导致微孔尺寸误差大；
[0027](3)本发明的一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法，其绝缘板的厚度不大于0.1_，工具阴极