基于微小成形电极的电火花加工初步研究

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微细电火花加工技术作为一种金属微细加工的手段,具有非接触,宏观作用力小等特点,越来越受到广泛的关注。然而微细电极的制备是微细电火花加工的重要瓶颈之一。本论文提出了利用深刻蚀技术制备微小成形电极的新方法,在此基础上,研究了圆片级钨片化学机械抛光,钨和钼电极的电火花加工试验,ICP刻蚀工艺,并进行了制备微小成形电极的版图设计等。  首先,研究了钨体材料的圆片级化学机械抛光,目的是获取表面平整的电极基片。通过钨小片进行抛光试验,探索出了合适的抛光工艺参数,再进行钨的圆片级化学机械抛光,抛光后平均表面粗糙度可达4.63nm。  然后,进行了电火花工艺的基础性研究,为最终的微细电火花加工试验做经验准备。我们设计加工了合适的钨和钼电极,并选择不锈钢和钛合金作为工件材料进行电火花试验,加工出了相应的工件。研究了加工时间与电极面积的关系,电极相对损耗率与电极面积的关系。在加工效果上,我们可推断钛合金远比不锈钢难加工,钨电极的加工能力优于钼电极。尽管如此,钼电极在试验后,Ra仍小于1微米,符合加工要求。  最后,对ICP刻蚀成形电极方案进行了初步研究。研究钨和钼的ICP刻蚀的工艺,并且对微小成形电极进行了版图设计。版图设计考虑了电极安全间距、面积效应、边角效应以及复杂形状电极的加工能力等问题。  
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