一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备制造技术

本发明专利技术公开一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，包括电解液槽、钢管、阴极铜棒和电缆行进装置，在电解液槽底部设有数个滚轮承托装置，钢管可转动地置于滚轮承托装置上，在钢管中部的外周环套有从动齿轮，在电解液槽侧壁上与从动齿轮对应的位置设有动力输送装置，动力输送装置驱动从动齿轮转动进而带动钢管转动；电解液槽中的电解抛光溶液的液面靠近钢管中心位置。利用该设备进行大口径、长尺寸的不锈钢管内壁面电解抛光加工时，匀速转动的待抛钢管始终只有下半部分浸没于电解液中，电解时产生的气泡可顺利浮出液面；且被抛钢管始终处于匀速转动状态，可保证钢管内部任何一点都始终承受相同的电流密度与电解时间，电解效果完全均匀一致。均匀一致。均匀一致。

【技术实现步骤摘要】
一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备


[0001]本专利技术属于电解抛光
，具体涉及现代集成电路制造业输送超高纯度气体所用的超高洁净度大口径不锈钢管内壁电解抛光设备。

技术介绍

[0002]在现代集成电路工业中，芯片特征线宽已经达到了纳米级别。因此集成电路工业的工艺气体输送必须使用具备超高纯净度的316L不锈钢管。钢管内壁必须经过高质量的电解抛光，内表面粗糙度须达到Ra 0.25微米甚至更低，否则极微量的颗粒或者不纯物质污染即会使芯片的良率大幅下降。同时不锈钢管内表面目视检验要求必须非常光洁一致，且其内表面抗腐蚀指标如铬铁比、铬铁氧化物比、钝化层厚度必须达到半导体行业国际标准。
[0003]集成电路及液晶显示工业高纯大宗气体所使用超高洁净度不锈钢管道直径往往在100毫米以上，最大可到300毫米以上，而单根钢管标准长度为6米。这一参数特征对钢管内壁的电解抛光提出了较大的挑战。
[0004]传统的大口径不锈钢管内壁电解抛光工艺是使用一根与被抛钢管几乎等长的导体伸入钢管中作为阴极，将钢管本体作为阳极，并在钢管中灌入电解抛光溶液后再通电抛光，这样的电解抛光工艺有几大严重缺陷:
[0005]1)由于整根钢管内表面同时在进行电解抛光，而细长的阴极导体结构能承受的电流是非常有限的，导致难以达到所需的电流密度，且钢管的口径越大这个问题会越严重；
[0006]2)电解抛光时阴极会析出大量气体，利用传统工艺进行电解抛光时这些气体无法迅速排出，因此会严重影响抛光效果；如果被抛工件水平放置会导致气泡聚集于管壁上半部分，而垂直放置则会导致气泡在上升过程中破裂于钢管内部。
[0007]因此，传统方案完全不适用于集成电路工业所需的大口径长尺寸电解抛光管生产。
[0008]为了解决上述问题，本领域技术人员在近年来不断探索改进，如中国专利CN 102864487A公开的自动控制的不锈钢内管电解抛光设备，通入不锈钢管内的电解抛光液为流动循环方式，可将电解抛光加工过程中产生的气泡及时排放出去；另外，在不锈钢内管电解抛光时，不锈钢管可滚动，进而可起到防止气泡产生上升到管上部的目的，避免影响管内上部的电解抛光效果；这一方法虽然可以在局部增大电流密度，但仍存在以下几个主要缺陷：
[0009]a.电解溶液在钢管内部循环的方式不适用于大口径钢管，因为大口径钢管需要巨大的电解液流量方可达到满意效果。现实中难以获得如此大流量的高温耐腐蚀泵，而且钢管端口密封装置难以设计，具有非常大的安全问题；
[0010]b.阴极铜棒在钢管内部前后步进，当阴极运动方向与电解抛光溶液流向相反时会恶化气泡的流出效果，进而严重影响抛光质量；
[0011]c.这种钢管水平布置的结构还容易出现电解抛光溶液无法充满整根管道的情况，继而导致局部无法正常电解；
[0012]d.钢管两个端口的电解质量难以控制，很难获得与钢管中段一样的电流密度与抛光时间；
[0013]为了解决该领域电解抛光过程中钢管中段电流密度和抛光时间与钢管两端口不一致，进而影响抛光质量的问题，现有技术中还提出过一个解决方案，如中国专利CN 108570705 B公开的一种用于不锈钢管内壁的电解抛光设备，其在待抛钢管两端连接有延伸钢管，柔性阴极在钢管端口与延伸钢管间运动时电流可无缝过渡，确保了钢管端口达到与中段一致的电解抛光效果；但是该设备主要适用于小口径不锈钢管的加工，加工时需利用高扬程的离心泵泵出电解液来满足多根产品同时进行电解抛光的溶液流量需求，以使每根钢管获得理想的酸液流量，如将其应用于大口径、长尺寸不锈钢管的加工则存在以下几点问题：其一是，钢管口径大，难以寻到相应的大流量高扬程离心泵来满足电解抛光过程的溶液流量需求；其二是利用泵出型的电解液进行加工操作时大流量液体的泵出过程安全性无法保证；其三是大流量泵输送电解液，液体压力较大，连接件的密封性无法保证，高压状态下容易出现电解液从连接处泄漏的问题，操作过程的安全性问题突出。
[0014]所以有必要针对现有技术中存在的问题对相关设备进行进一步创新性的改进以更好地适用于大口径、长尺寸不锈钢管的电解抛光。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的在于针对
技术介绍
中提出的问题提供一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，设备经改进后进行钢管加工，电解抛光质量稳定，可达到半导体行业国际标准。
[0016]本专利技术的技术方案为：一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，包括电解液槽、钢管、阴极铜棒和电缆行进装置，电缆行进装置设在电解液槽一侧，钢管置于电解液槽中，阴极铜棒置于钢管内部，阴极铜棒上靠近电缆行进装置的一侧连接阴极导线，阴极导线伸出钢管后与电缆行进装置连接，在电解液槽底部设有数个滚轮承托装置，钢管可转动地置于滚轮承托装置上，在钢管中部的外周环套有从动齿轮，在电解液槽侧壁上与从动齿轮对应的位置设有动力输送装置，动力输送装置驱动从动齿轮转动进而带动钢管转动；在电解液槽中添加有电解抛光溶液，电解抛光溶液的液面靠近钢管中心位置。
[0017]进一步地，在钢管的两端通过抱箍连接有延伸钢管，延伸钢管与钢管的直径相同。
[0018]进一步地，所述动力输送装置包括摆臂支座、摆臂、减速电机和主动齿轮，摆臂支座固定在电解液槽的侧壁上，摆臂的一端与摆臂支座可转动连接，在摆臂的另一端连接有减速电机，主动齿轮可转动地连接在减速电机的输出轴端部，主动齿轮与钢管上的从动齿轮匹配啮合。
[0019]进一步地，数个滚轮承托装置顺着电解液槽的长度方向分布，所述滚轮承托装置包括底座、连接杆、承托架和承托滚轮，底座通过螺栓固定连接在电解液槽底壁上，底座与承托架之间通过数根连接杆连接，在承托架的两侧顶部分别可转动地连接有一个承托滚轮，钢管落在滚轮承托装置上的两个承托滚轮间。
[0020]进一步地，连接杆的底端与底座固定连接、顶端活动穿套在承托架底板上与其适配的套孔内，在连接杆外部且位于承托架和底座之间环套有缓冲弹簧。
[0021]进一步地，在钢管外周环套有数个紫铜抱箍，紫铜抱箍沿钢管的长度方向均匀分
布，在每个紫铜抱箍的上方对应设有一个阳极压条，阳极压条为扁平条状的紫铜片，折弯形状的阳极压条一端与紫铜抱箍外壁压紧接触、另一端与设在电解液槽侧壁上的汇流铜条连接，汇流铜条与整流器的阳极相连。
[0022]进一步地，所述电缆行进装置包括上橡胶滚轮、下橡胶滚轮和动力装置，动力装置包括直流调速电机和连接在其输出轴端部的主动轮，主动轮与上橡胶滚轮间通过同步带连接，阴极导线从相互压紧的上橡胶滚轮和下橡胶滚轮之间穿出后连接在整流器的阴极端。
[0023]进一步地，在阴极导线的伸出端与电缆行进装置之间设有导向组件，导向组件包括导向轮支架、第一导向轮和第二导向轮，L型的导向轮支架通过支板固定在电解液槽上方，支板与电解液槽顶面固定相接，第一导向轮和第二导向轮分别可转动地连接在导向轮支架的两端，阴极导线经导向组件导向后送入电缆行进装置。
[0024]进一步地，在阴极铜棒外周套设有数个特氟龙环，套设适配的特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，包括电解液槽、钢管、阴极铜棒和电缆行进装置，电缆行进装置设在电解液槽一侧，钢管置于电解液槽中，阴极铜棒置于钢管内部，阴极铜棒上靠近电缆行进装置的一侧连接阴极导线，阴极导线伸出钢管后与电缆行进装置连接，其特征在于，在电解液槽底部设有数个滚轮承托装置，钢管可转动地置于滚轮承托装置上，在钢管中部的外周环套有从动齿轮，在电解液槽侧壁上与从动齿轮对应的位置设有动力输送装置，动力输送装置驱动从动齿轮转动进而带动钢管转动；在电解液槽中添加有电解抛光溶液，电解抛光溶液的液面靠近钢管中心位置。2.如权利要求1所述的一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，其特征在于，在钢管的两端通过抱箍连接有延伸钢管，延伸钢管与钢管的直径相同。3.如权利要求1所述的一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，其特征在于，所述动力输送装置包括摆臂支座、摆臂、减速电机和主动齿轮，摆臂支座固定在电解液槽的侧壁上，摆臂的一端与摆臂支座可转动连接，在摆臂的另一端连接有减速电机，主动齿轮可转动地连接在减速电机的输出轴端部，主动齿轮与钢管上的从动齿轮匹配啮合。4.如权利要求1所述的一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，其特征在于，数个滚轮承托装置顺着电解液槽的长度方向分布，所述滚轮承托装置包括底座、连接杆、承托架和承托滚轮，底座通过螺栓固定连接在电解液槽底壁上，底座与承托架之间通过数根连接杆连接，在承托架的两侧顶部分别可转动地连接有一个承托滚轮，钢管落在滚轮承托装置上的两个承托滚轮间。5.如权利要求4所述的一种大口径不锈钢管内壁电解抛光设备，其特征在于，连接杆的底端与底座固...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶然，吴磊刚，
申请(专利权)人：宣城品宙洁净科技有限公司，
类型：发明
国别省市：