可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定而且高效的電鍍過(guò)程，在一個(gè)復(fù)雜的三維表面，如高壓渦輪葉片的緣板和榫根之間的型腔區(qū)域上形成厚度均勻的鍍層。與模擬工件的三維表面的塊狀電極相比，本文所描述的電鍍工具可以在工件的曲面上獲得厚度均勻性更好的涂層，因?yàn)閴K狀電極在跨越整個(gè)表面的范圍都是導(dǎo)電的，很難在電極和工件之間的狹窄區(qū)域提供足夠的電解液沖刷。
[0032]如圖2A-2C所示，電鍍工具200包括電極陣列，其包括多個(gè)電極202，每一電極202可以是實(shí)心的導(dǎo)電桿，如前所述，導(dǎo)電桿表面可被絕緣或部分絕緣。該電鍍工具200還包括基部204，其上有容納電極202的電極孔206和靠近所述電極孔的電解液通道208，用來(lái)讓電解液從其中流動(dòng)。當(dāng)電極202收容于所述孔206中時(shí)，所述電解液通道208散布于電極202之間。每一電極202有一個(gè)可作用于待電鍍?cè)考?02的端部210。所述多個(gè)電極202的端部210形成一個(gè)與所述元部件602的形狀大致相適應(yīng)的模擬面。所述電解液通道208可用來(lái)將電解液引入到電極和待電鍍?cè)考g的空隙，或是用來(lái)促進(jìn)電解液的流動(dòng)。若電鍍工具200和元部件602沒(méi)有浸入電解液中，可通過(guò)所述電解液通道來(lái)引入電解液。若所述電鍍工具200和元部件602是浸入或至少部分浸入電解液中的，與電解液通道208相連的泵(未圖示)可驅(qū)動(dòng)電解液在所述電解液通道208中向前或向后或前前后后地流動(dòng)，來(lái)促進(jìn)電極202和元部件602之間的電解液的流動(dòng)。
[0033]所述電解液通道也可以是其它形狀的和(或)位于基部的其它位置。比如，在如圖3A-3C所示的電鍍工具300中，所述電解液通道308為沿電極302的軸向貫穿基部304的狹槽。
[0034]如圖4A-4C所示，電鍍工具400包括電極陣列，其包括組裝于基部404上的多個(gè)電極402,每一電極402包括導(dǎo)電桿406和圍繞所述導(dǎo)電桿406的殼體408。所述殼體408可以是不同的形狀，包括但不限于圓柱體和各種不同截面的柱體。所述殼體408可以是導(dǎo)電或是不導(dǎo)電的，其可用導(dǎo)電材料制成但在電鍍過(guò)程中不通電。在所述導(dǎo)電桿406和殼體408之間形成環(huán)狀通道409，用來(lái)讓電解液在其中流動(dòng)。類(lèi)似地，所述電解液通道409可用來(lái)將電解液引入到電極402和待電鍍?cè)考?04之間的空隙，和(或)用來(lái)促進(jìn)電解液的流動(dòng)。所述導(dǎo)電桿406可沿縱向伸出所述殼體408露出其端部410。這些所述導(dǎo)電桿406的端部410形成一個(gè)與所述元部件604的形狀大致相適應(yīng)的模擬曲面。
[0035]如圖5A-5C所示，所述電鍍工具500包括電極陣列，其包括組裝于基部504上的多個(gè)電極502，每一電極502包括導(dǎo)電管506，該導(dǎo)電管506內(nèi)有供電解液流動(dòng)的通道508。類(lèi)似地，所述電解液通道508可用來(lái)將電解液引入到電極402和待電鍍?cè)考?04之間的空隙，和(或)用來(lái)促進(jìn)電解液的流動(dòng)。所述導(dǎo)電管506可將端部暴露而將側(cè)面絕緣或部分絕緣。所述多個(gè)導(dǎo)電管506的端部510形成了一個(gè)與所述元部件605的形狀大致相適應(yīng)的模擬曲面。
[0036]如前所述的電鍍工具可用于電鍍工藝中，在電鍍時(shí)以所述電極陣列為陽(yáng)極，以待電鍍?cè)考?工件)為陰極。
[0037]在使用前，可將所述電鍍工具組裝起來(lái)并相對(duì)工件定位好。以下將以如圖5A-5C所示的電鍍工具為例來(lái)描述一種示例性的組裝和安裝工藝。內(nèi)設(shè)通孔的基部504用作支持架，用來(lái)支持和固定所述多個(gè)電極502。所述支持架504安裝于待電鍍的工件605的上方，將所述多個(gè)電極502分別伸入支持架504內(nèi)的通孔中，讓這些電極502的端部接觸到工件605的表面，從而使得這些電極502的端部形成一個(gè)與工件的幾何外形大致相適應(yīng)的三維模擬面。然后將所述電極502固定于支持架504，形成一電極陣列(S卩，離散的陽(yáng)極矩陣)。將所述電極陣列與工件605間隔開(kāi)，使得工件605與電極端部形成的三維模擬面之間隔開(kāi)一定距離。各電極端部508和工件605之間的距離可大致相同。
[0038]在電鍍的過(guò)程中，所述電極陣列和工件可浸入或不浸入電解液中，這將根據(jù)電鍍工具的形狀和(或)具體的電鍍需求來(lái)決定。若在電極內(nèi)或電極之間沒(méi)有電解液通道，可將電極陣列和工件浸入或部分浸入電解液中。若在電極內(nèi)或電極之間設(shè)置有電解液通道，用來(lái)往電極和工件間的空隙引入電解液，則可將所述電極陣列和工件浸入電解液中，也可不將所述電極陣列和工件浸入電解液中。
[0039]可將所述電極陣列和工件浸入或部分浸在電解液中，同時(shí)還讓電解液在所述電解液通道中流動(dòng)。在與電解液通道相連的泵的驅(qū)動(dòng)下，電解液可向前或向后流動(dòng)，此處所述的“向前”和“向后”是指朝向和遠(yuǎn)離電極端部的方向?？勺尭麟娊庖和ǖ乐械碾娊庖壕蚯傲鲃?dòng)，也可讓各電解液通道中的電解液均向后流動(dòng)，還可讓部分電解液通道中的電解液向前流動(dòng)而部分電解液通道中的電解液向后流動(dòng)。其中，向后流動(dòng)的電解液流可提高電鍍間隙區(qū)域的流動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定性。另外，在電鍍過(guò)程中還可改變電解液的流動(dòng)方向，在至少一個(gè)電解液通道中，電解液是向前向后交替流動(dòng)的。比如，電解液可以先向前流動(dòng)再向后流動(dòng)，或是先向后流動(dòng)再向前流動(dòng)。
[0040]如前所述，由于電鍍工具中的多個(gè)電極的端部形成一個(gè)與工件的模擬形狀大致相適應(yīng)的表面，起特別適用于電鍍工藝中用來(lái)在復(fù)雜的曲面，如高壓渦輪葉片的緣板和榫根之間的型腔區(qū)域上形成電鍍涂層。在將工件安裝并相對(duì)電鍍工具定位前，可對(duì)所述工件進(jìn)行清潔和預(yù)處理。然后將工件和電極陣列浸入或部分浸入電解液中并攪動(dòng)電解液，和(或)開(kāi)動(dòng)連接于所述電解液通道的泵來(lái)使電解液通道中的電解液流動(dòng)。將工件和電極陣列分別連接到電源的負(fù)極和正極，以向工件和電極陣列施加電流，以一定的工藝參數(shù)操作實(shí)施電鍍，在工件上獲得均勻的涂層。
[0041]如前所述的電鍍工具可用來(lái)根據(jù)實(shí)際需要獲得金屬的或復(fù)合的涂層?？捎盟鲭婂児ぞ咴诟邏簻u輪葉片的緣板和榫根之間的型腔區(qū)域提供一個(gè)含鉻的抗腐蝕涂層。
[0042]雖然結(jié)合特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì)本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求書(shū)的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電鍍工具,其包括: 電極陣列，包括多個(gè)電極，每一電極有一個(gè)用來(lái)面對(duì)待電鍍?cè)考亩瞬?，其? 所述多個(gè)電極的端部形成一個(gè)與所述待電鍍?cè)考男螤畹闹辽僖徊糠窒噙m應(yīng)的模擬面。2.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其中所述多個(gè)電極的端部形成模擬曲面。3.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其進(jìn)一步包括設(shè)置于電極內(nèi)或是鄰近電極的電解液通道，用來(lái)讓電解液在其中流動(dòng)。4.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其中至少一個(gè)所述電極可沿其軸向進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同形狀的待電鍍?cè)考?.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其進(jìn)一步包括基部，該基部包括用來(lái)收容所述電極的電極孔和鄰近所述電極孔的電解液通道，用來(lái)讓電解液在其中流動(dòng)。6.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其中至少一個(gè)所述電極包括導(dǎo)電桿和圍繞該導(dǎo)電桿的殼體，在該導(dǎo)電桿和殼體之間形成一環(huán)形通道。7.如權(quán)利要求1所述的電鍍工具，其中至少一個(gè)所述電極包括內(nèi)設(shè)通道的導(dǎo)電管。8.一種方法，其包括: 提供一種電鍍工具，其包括電極陣列，該電極陣列包括多個(gè)電極，每一電極有一個(gè)用來(lái)面對(duì)待電鍍?cè)考亩瞬?，其中所述多個(gè)電極的端部形成一個(gè)與所述待電鍍?cè)考男螤畹闹辽僖徊糠窒噙m應(yīng)的模擬面；以及 以所述電極陣列為陽(yáng)極對(duì)所述待電鍍?cè)考M(jìn)行電鍍。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述電鍍工具進(jìn)一步包括設(shè)置于電極內(nèi)或鄰近電極的通道，在電鍍過(guò)程中讓電解液在該通道內(nèi)流動(dòng)。10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中對(duì)所述待電鍍?cè)考M(jìn)行電鍍包括在高壓渦輪葉片的緣板和榫根之間的型腔區(qū)域上提供電鍍涂層。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電鍍工具及使用該電鍍工具的方法。首先，本發(fā)明涉及一種電鍍工具包括電極陣列，該電極陣列包括多個(gè)電極，每一電極有一個(gè)用來(lái)面對(duì)待電鍍?cè)考亩瞬?，其中，所述多個(gè)電極的端部形成一個(gè)與所述待電鍍?cè)考男螤畹闹辽僖徊糠窒噙m應(yīng)的模擬面。本發(fā)明還涉及使用該電鍍工具進(jìn)行電鍍的方法。
【IPC分類(lèi)】C25D7/00, C25D17/10
【公開(kāi)號(hào)】CN104947172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410123857
【發(fā)明人】徐惠宇, 布彭德拉·古普塔, 陳曉賓, 馬克·羅森茨維格, 武穎娜, 胡鵬, 薩瑪爾·卡琳塔
【申請(qǐng)人】通用電氣公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月28日