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通过对金属表面绝缘技术的研究,本课题提出了一种低成本、高精度Al-Al2O3模板的制备工艺方法,并将其应用到微细电解加工中。Al-Al2O3模板的制备是利用微弧氧化方法,结合陶瓷珠的摩擦辅助工艺,在具有阵列群孔的铝片模板表面原位生长出硬度为390.9HV,电阻率可达到108~109Ω·cm,粗糙度Ra为2.37μm,厚度为70~200μm的陶瓷绝缘膜层,作为掩膜层,可以满足微细电解加工要求。 具体研究内容如下: 1.研究了微弧氧化过程中陶瓷绝缘层的形成机理,分析了摩擦辅助对于陶瓷绝缘层表面质量、微观组织和机械性能的影响规律; 2.设计建立了摩擦辅助微弧氧化工艺系统,并且研制了配套的高压脉冲电源; 3.通过优化电场参数以及电解液配比等,提高了陶瓷绝缘层的结合度、表面质量和膜层性能,成功制备了可重复使用的Al-Al2O3模板,并对其陶瓷绝缘层质量与性能进行了测试分析; 4.将Al-Al2O3模板应用到微细电解加工中,建立了模板阴极微细电解加工系统,通过优化参数,有效提高了群孔的加工精度和均匀性,降低了群孔的锥度,在不锈钢以及纯钛薄板工件上加工出了复制精度较高的阵列群孔结构。