钱建刚,李彭瑞,李海婷,李鑫,殷英,李铁军,胡学寅

(北京航空航天大学 化学与环境学院，北京 100191)

电铸圆锥体的阳极形状和辅助阴极的设计及优化

钱建刚,李彭瑞,李海婷,李鑫,殷英,李铁军,胡学寅

(北京航空航天大学 化学与环境学院，北京 100191)

摘要：针对电铸复杂阴极的电铸层不均匀性问题，提出了一种阳极形状设计方法。并利用ANSYS有限元软件对电铸圆锥体阴极的阳极轮廓形状进行了优化设计，同时模拟分析了采用优化后的象形阳极时，辅助阴极参数对圆锥体阴极表面电场强度分布的影响。结果表明：采用该阳极形状设计及优化方法可以在一定程度上改善电铸层的均匀性,即阴极表面电场强度最大值与最小值的比值由4.97降低为4.33；采用优化的阳极和半径为20 mm的辅助阴极后，阴极表面电场强度的最大值与最小值的比值为由4.33急剧下降到1.65，电铸层的厚度均匀性得到明显改善，同时模拟结果与实际电铸试验结果相吻合。

关键词：电铸锥体；电场分布；阳极设计；辅助阴极

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.U.20151104.1639.008.html

电铸技术是利用电沉积的原理在阴极芯模上进行金属沉积，并将沉积层与芯模相分离而制备零部件的一种精密特种加工技术[1]。电铸件具有尺寸精度高和复制精度高等优点[2-3]。目前，该技术已广泛应用于如精密模具、药型罩、超声速风洞喷管[2]、激光全息防伪模压模板[4]和滤网[5-6]等传统技术工艺难以加工成型的零部件。然而，电铸成型制备复杂零部件时由于阴极表面电流密度分布的不均匀可造成电铸层的组织结构和厚度的不均匀，直接影响到所制备零部件的质量和性能。……