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1、第九章其它加工方法第一節(jié)化學(xué)加工化學(xué)加工(ChemicalMachining簡稱CHM)是利用酸、堿、鹽等化學(xué)溶液對(duì)金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使金屬腐蝕溶解,改變工件尺寸和形狀(以至表面性能)的一種加工方法。它分為兩種:1、成形加工:1)化學(xué)銑(又稱化學(xué)刻蝕),2)光化學(xué)腐蝕加工。2)表面加工:1)化學(xué)拋光,2)化學(xué)鍍膜1一、化學(xué)銑削加工(一)化學(xué)銑削的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍2化學(xué)銑削(CHM),實(shí)質(zhì)上是較大面積和較深尺寸上的化學(xué)刻蝕(ChemicalEtching)。過程:將不需加工的部分用耐腐蝕性涂層保護(hù)起來,需加工的部
2、分暴露出來,浸入到化學(xué)溶液中進(jìn)行腐蝕,使金屬按特定的部位溶解去除,達(dá)到加工的目的?;瘜W(xué)銑削的特點(diǎn):1)可加工任何難加工的材料,不受材料強(qiáng)度、硬度的限制,如:鋁合金、鉬合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼;2)適于大面積加工33)加工過程不產(chǎn)生應(yīng)力、裂紋、毛刺等缺陷,Ra2.5~1.54)操作簡單化學(xué)銑削的缺點(diǎn):1)不適用于加工窄、深槽或型孔;2)不能去除原零件的標(biāo)面缺陷,滑痕等3)腐蝕液對(duì)設(shè)備、人有害,注意保護(hù)。應(yīng)用范圍:1)大面積表面減薄加工,2)在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工型孔4(二)化學(xué)銑削工藝過程表面與處理:
3、去油污、氧化膜;在相應(yīng)腐蝕液中預(yù)腐蝕;噴砂處理,形成一定的粗糙度。保護(hù)層:氯丁橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠。0.2mm厚5二、光化學(xué)腐蝕加工光化學(xué)腐蝕加工簡稱光化學(xué)加工(OpticalChemicalMachining縮寫OCM),是化學(xué)照相制版和光刻(化學(xué)腐蝕)相結(jié)合的一種精密微細(xì)加工技術(shù)。它與化學(xué)刻蝕(化學(xué)銑削)加工的主要區(qū)別在于:它不是靠人工刻形、劃線,而是用感光照相來確定工件表面要刻蝕的圖形、線條。(一)照相制版的原理和工藝1、照相制版的原理照相制版將將圖形攝影到底片上,經(jīng)光化學(xué)反應(yīng),將圖象復(fù)制到涂有感光膠的銅
4、板或鋅板上,經(jīng)堅(jiān)膜固化處理,使感光膠具有一定的抗蝕能力,經(jīng)化學(xué)腐蝕,即可得到所需圖形的金屬板。62、工藝過程(1)原圖和照相(2)金屬板和感光膠的涂復(fù)7(3)曝光、顯影和堅(jiān)膜(4)固化;(5)腐蝕8(二)光刻加工的原理和工藝1、光刻的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍光刻,是利用光致抗蝕劑的光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn),將掩模板上的圖形精確的復(fù)制在涂有光致抗蝕劑的襯底上,再利用光致抗蝕劑的耐腐蝕特性,對(duì)襯底表面進(jìn)行腐蝕,獲得所需的圖形。使用于電路布線板、晶閘管元件等的制作。2、光刻的工藝過程1)原圖和掩模板的制備,2)涂復(fù)光致抗蝕劑,3)曝
5、光,4)腐蝕,5)去膠。910三、化學(xué)拋光(ChemicalPolish簡稱CP)原理:在硝酸或磷酸的溶液中,在一定的條件下,使工件表面氧化,此氧化層又能逐漸溶入溶液。表面微凸的地方比表面微凹的地方氧化、溶解的快,使工件表面逐漸整平。特點(diǎn):大面積、薄壁件、低剛度、復(fù)雜型面的拋光。缺點(diǎn):比電解拋光效果差。11四、化學(xué)鍍膜(一)目的:在金屬、非金屬表面鍍上一層金屬。(二)原理:在金屬鹽溶液中加入一種化學(xué)還原劑,將鍍液中的金屬離子還原后沉積在被鍍零件的表面。(三)特點(diǎn):1、鍍層均勻。2、被鍍工件可以為任何材料,包括非導(dǎo)體
6、材料:如玻璃、陶瓷、塑料。3、不需電源,設(shè)備簡單4、鍍液一般可連續(xù)需使用,再生使用。12(四)應(yīng)用1、鍍銅,用硫酸銅;2、鍍鎳,用氯化鎳;3、鍍鉻,用溴化鉻;4、鍍鈷,用氯化鈷。還原劑,用磷酸鈉、次硫酸鈉、酒石酸納、葡萄糖等。13第二節(jié)等離子體加工一、基本原理等離子體加工又稱為等離子弧加工(PlasmaArcMachining縮寫為PAM),是利用電弧放電使氣體電離成過熱的等離子氣體流束,靠局部熔化及氣化去除材料。等離子體被稱為物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)。等離子體,是高溫電離的氣體,它由氣體原子或分子在高溫下獲得能量電離
7、后,離解成帶正電荷的離子和帶負(fù)電荷的自由電子所組成,整體的正負(fù)離子數(shù)目和正負(fù)電荷數(shù)值仍相等,所以稱之為等離子體。14等離子體具有極高的能量密度的原因:(1)機(jī)械壓縮效應(yīng):電弧通過噴嘴時(shí),通道對(duì)電弧產(chǎn)生機(jī)械壓縮作用;(2)熱收縮效應(yīng):噴嘴內(nèi)通入冷卻水,使靠近內(nèi)壁的氣體電離度急劇下降,導(dǎo)電性差,電弧中心導(dǎo)電性好,電弧電流被迫在電弧中心高溫區(qū)通過,使電弧的有效截面縮小,電流密度大大增加,這就是熱收縮效應(yīng)。高速等離子氣體流量越大,壓力越大,冷卻越充分,則熱收縮效應(yīng)越強(qiáng)烈。(3)磁收縮效應(yīng):由于電弧周圍存在磁場,迫使電弧產(chǎn)生
8、強(qiáng)烈的收縮作用,使電弧中心電流密度更大。15由于上述3個(gè)作用的結(jié)果,使等離體溫度高達(dá)11000~28000度,速度約800~2000m/s,高于聲速,具有很強(qiáng)的沖擊力。圖9-12中:1、鎢電極接負(fù)極,工件接正極——等離子電弧加工,使用于金屬材料的加工、切割及焊接;2、鎢電極接負(fù)極,噴嘴接正極——等離子體射流加工,使用于各種材料噴鍍及熱處理加工等。1617二、