申請(qǐng)人：江蘇理工學(xué)院
       發(fā)明人：雷衛(wèi)寧 劉維橋 李小平 王創(chuàng)業(yè) 錢(qián)海峰 劉麗琴 沈宇

       摘要：本發(fā)明提供一種效果較好的基于移動(dòng)陽(yáng)極的超臨界復(fù)合電鍍工具鉆頭方法，該方法的主要步驟包括：對(duì)鉆頭的基體材料進(jìn)行預(yù)處理，使之具備電沉積納米復(fù)合鍍層的能力；向反應(yīng)器中加入配置好的電鍍液，密封后，通入CO2氣體，加入表面活性劑，形成超臨界條件下的電鍍體系；設(shè)定滿(mǎn)足電沉積要求的電流、溫度和機(jī)械攪拌速度等參數(shù)；調(diào)節(jié)陰陽(yáng)極之間的相對(duì)位置，設(shè)定陽(yáng)極移動(dòng)速度和行程，接通電源，使納米復(fù)合鍍層能完好地沉積到作為陰極主體的被加工鉆頭表面；將電沉積后的鉆頭取下洗凈，得到表面具有高性能復(fù)合納米鍍層的鉆頭。本發(fā)明的方法制得的鉆頭表面組織細(xì)密，耐磨性和硬度都有較大提升，使用壽命增加。        主權(quán)利要求：1.一種效果較好的基于移動(dòng)陽(yáng)極的超臨界復(fù)合電鍍加工鉆頭方法，采用基于移動(dòng)陽(yáng)極的超臨界復(fù)合電鍍裝置實(shí)施；所述的基于移動(dòng)陽(yáng)極的超臨界復(fù)合電鍍裝置包括反應(yīng)器（1）、直流電源組件（4）、機(jī)械攪拌器（5）、二氧化碳?xì)怏w鋼瓶（6）和高壓泵（7）；所述的直流電源組件（4）包括電源（41）、陽(yáng)極棒（42）和陰極棒（43）；其特征在于：所述的基于移動(dòng)陽(yáng)極的超臨界復(fù)合電鍍裝置還包括移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）、驅(qū)動(dòng)組件（3）和作為陰極主體的被加工鉆頭（8）；所述的移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）包括固定連接板（21）和移動(dòng)陽(yáng)極（22）；移動(dòng)陽(yáng)極（22）與固定連接板（21）固定連接；驅(qū)動(dòng)組件（3）包括伺服電機(jī)（31）、驅(qū)動(dòng)絲杠（32）和連接桿（33）；驅(qū)動(dòng)絲杠（32）內(nèi)置有與其絕緣的彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈；伺服電機(jī)（31）與驅(qū)動(dòng)絲杠（32）傳動(dòng)連接；連接桿（33）的左端與固定連接板（21）固定連接；連接桿（33）的右端與驅(qū)動(dòng)絲杠（32）固定連接；移動(dòng)陽(yáng)極（22）通過(guò)固定連接板（21）、連接桿（33）、驅(qū)動(dòng)絲杠（32）內(nèi)置的彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈以及陽(yáng)極棒（42）與電源（41）的正極電連接；被加工鉆頭（8）的上端與陰極棒（43）的下端固定連接并通過(guò)陰極棒（43）與電源（41）的負(fù)極電連接；所述的移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）的移動(dòng)陽(yáng)極（22）在驅(qū)動(dòng)組件（3）的驅(qū)動(dòng)下，可相對(duì)被加工鉆頭（8）上下向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述的反應(yīng)器（1）包括主體（11）和內(nèi)襯（12）；內(nèi)襯（12）設(shè)于主體（11）的內(nèi)周壁上；反應(yīng)器（1）的主體（11）的上端左側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口（11-1）；反應(yīng)器（1）的主體（11）的上端右側(cè)設(shè)有排液口（11-2）；反應(yīng)器（1）的主體（11）內(nèi)部設(shè)有加熱線(xiàn)圈（11-3）；機(jī)械攪拌器（5）設(shè)置在反應(yīng)器（1）內(nèi)；機(jī)械攪拌器（5）采用水平向間歇攪拌方式工作；高壓泵（7）用于將二氧化碳?xì)怏w鋼瓶（6）內(nèi)存儲(chǔ)的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)反應(yīng)器（1）的主體（11）的進(jìn)氣口（11-1）向主體（11）內(nèi)抽壓；所述的移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）的固定連接板（21）為整體呈方形的板體件，固定連接板（21）的四個(gè)角部設(shè)有弧形的缺口；固定連接板（21）為由銅制框架結(jié)構(gòu)外履絕緣、耐高壓、耐酸的工程塑料制成；移動(dòng)陽(yáng)極（22）為金屬導(dǎo)體件；移動(dòng)陽(yáng)極（22）固定設(shè)置在固定連接板（21）的四個(gè)角部的弧形缺口上且與固定連接板（21）的銅制框架結(jié)構(gòu)電連接；驅(qū)動(dòng)組件（3）的驅(qū)動(dòng)絲杠（32）為中空的絲杠；所述的彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈設(shè)置在驅(qū)動(dòng)絲杠（32）的中空部位內(nèi)；且該彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈的下端伸出驅(qū)動(dòng)絲杠（32）的左側(cè)；該彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈的上端伸出驅(qū)動(dòng)絲杠（32）的上端；該彈性導(dǎo)電線(xiàn)圈與驅(qū)動(dòng)絲杠（32）通過(guò)絕緣墊片絕緣；驅(qū)動(dòng)絲杠（32）由其下部與伺服電機(jī)（31）傳動(dòng)連接；所述的連接桿（33）由銅柱外履絕緣、耐高壓、耐酸的工程塑料制成；所述的移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）的移動(dòng)陽(yáng)極（22）設(shè)有4個(gè)；該4個(gè)移動(dòng)陽(yáng)極（22）固定設(shè)置在固定連接板（21）的四個(gè)角部；被加工鉆頭（8）設(shè)有4個(gè)，該4個(gè)被加工鉆頭（8）與4個(gè)移動(dòng)陽(yáng)極（22）分別對(duì)應(yīng)各設(shè)置1個(gè)；所述的移動(dòng)陽(yáng)極（22）為高2cm、直徑3cm、厚度為2mm的圓柱狀純鎳薄壁環(huán)；被加工鉆頭（8）的外壁與移動(dòng)陽(yáng)極（22）的內(nèi)壁之間的距離為1cm；加工鉆頭的方法，包括以下步驟：①對(duì)被加工鉆頭（8）的基體進(jìn)行預(yù)先化學(xué)鍍處理，在被加工鉆頭（8）的基體表面鍍上一層易于進(jìn)行電沉積的純銅或純鎳；②將配置好的含納米硬質(zhì)顆粒和復(fù)合添加劑的二元體系電鍍液加入反應(yīng)器（1）中，固定作為陰極主體的被加工鉆頭（8）；調(diào)節(jié)移動(dòng)陽(yáng)極組件（2）的移動(dòng)陽(yáng)極（22）的位置使得移動(dòng)陽(yáng)極（22）可相對(duì)于被加工鉆頭（8）上下移動(dòng)；所述的電鍍液為含硫酸鎳和氯化鎳的鎳鹽溶液；所述的鎳鹽溶液的濃度為300～450g/L；納米硬質(zhì)顆粒為直徑30～60nm的金剛石納米顆粒；金剛石納米顆粒的濃度為1～20g/L；復(fù)合添加劑為由十二烷基類(lèi)化合物和醚類(lèi)化合物組成的添加劑；復(fù)合添加劑的濃度為0.1～2g/L；所述的電鍍液還包括濃度為30g/L～60g/L的作為電沉積緩釋劑的硼酸；③向反應(yīng)器（1）中通入二氧化碳?xì)怏w，控制反應(yīng)器（1）內(nèi)的溫度在35～70℃、壓力在8～20MPa的范圍內(nèi)，形成以超臨界二氧化碳乳化液為載體的三元電鍍體系；④設(shè)定移動(dòng)陽(yáng)極（22）相對(duì)于作為陰極主體的被加工鉆頭（8）上下移動(dòng)最大單向行程為5cm；采用勻速或簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)方式，平均速度控制在1-20mm/s；電沉積時(shí)間為1-3小時(shí)；在機(jī)械攪拌器（5）的攪拌輔助下得到納米復(fù)合鍍層；⑤電沉積完畢，通過(guò)后處理，得到所需性能要求的具有納米復(fù)合鍍層的鉆頭。