第九章其它加工方法课件.ppt

* 第九章 其它加工方法 第一节 化学加工 化学加工（Chemical Machining 简称CHM）是利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件尺寸和形状（以至表面性能）的一种加工方法。 它分为两种： 1、成形加工：1）化学铣（又称化学刻蚀），2）光化学腐蚀加工。 2）表面加工：1）化学抛光，2）化学镀膜 一、化学铣削加工 （一）化学铣削的原理、特点和应用范围 化学铣削（CHM）,实质上是较大面积和较深尺寸上的化学刻蚀（Chemical Etching ）。 过程：将不需加工的部分用耐腐蚀性涂层保护起来，需加工的部分暴露出来，浸入到化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除，达到加工的目的。 化学铣削的特点： 1）可加工任何难加工的材料，不受材料强度、硬度的限制，如：铝合金、钼合金、钛合金、镁合金、不锈钢； 2）适于大面积加工 3）加工过程不产生应力、裂纹、毛刺等缺陷，Ra2.5~1.5 4）操作简单 化学铣削的缺点： 1）不适用于加工窄、深槽或型孔； 2）不能去除原零件的标面缺陷，滑痕等 3）腐蚀液对设备、人有害，注意保护。 应用范围：1）大面积表面减薄加工，2）在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工型孔 （二）化学铣削工艺过程 表面与处理：去油污、氧化膜；在相应腐蚀液中预腐蚀；喷砂处理，形成一定的粗糙度。 保护层：氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶。 0.2mm厚 二、光化学腐蚀加工 光化学腐蚀加工简称光化学加工（Optical Chemical Machining 缩写OCM）,是化学照相制版和光刻（化学腐蚀）相结合的一种精密微细加工技术。 它与化学刻蚀（化学铣削）加工的主要区别在于： 它不是靠人工刻形、划线，而是用感光照相来确定工件表面要刻蚀的图形、线条。 （一）照相制版的原理和工艺 1、照相制版的原理 照相制版将将图形摄影到底片上，经光化学反应，将图象复制到涂有感光胶的铜板或锌板上，经坚膜固化处理，使感光胶具有一定的抗蚀能力，经化学腐蚀，即可得到所需图形的金属板。 2、工艺过程 （1）原图和照相 （2）金属板和感光胶的涂复 （3）曝光、显影和坚膜 （4）固化 ； （5）腐蚀 （二）光刻加工的原理和工艺 1、光刻的原理、特点及应用范围 光刻，是利用光致抗蚀剂的光化学反应的特点，将掩模板上的图形精确的复制在涂有光致抗蚀剂的衬底上，再利用光致抗蚀剂的耐腐蚀特性，对衬底表面进行腐蚀，获得所需的图形。 使用于电路布线板、晶闸管元件等的制作。 2、光刻的工艺过程 1）原图和掩模板的制备，2）涂复光致抗蚀剂，3）曝光，4）腐蚀，5）去胶。 三、化学抛光（Chemical Polish 简称CP） 原理：在硝酸或磷酸的溶液中，在一定的条件下，使工件表面氧化，此氧化层又能逐渐溶入溶液。表面微凸的地方比表面微凹的地方氧化、溶解的快，使工件表面逐渐整平。 特点：大面积、薄壁件、低刚度、复杂型面的抛光。 缺点：比电解抛光效果差。 四、化学镀膜 （一）目的：在金属、非金属表面镀上一层金属。 （二）原理：在金属盐溶液中加入一种化学还原剂，将镀液中的金属离子还原后沉积在被镀零件的表面。 （三）特点：1、镀层均匀。 2、被镀工件可以为任何材料，包括非导体材料：如玻璃、陶瓷、塑料。 3、不需电源，设备简单 4、镀液一般可连续需使用，再生使用。 （四）应用 1、镀铜，用硫酸铜； 2、镀镍，用氯化镍； 3、镀铬，用溴化铬； 4、镀钴，用氯化钴。 还原剂，用磷酸钠、次硫酸钠、酒石酸纳、葡萄糖等。 第二节 等离子体加工 一、基本原理 等离子体加工又称为等离子弧加工（Plasma Arc Machining 缩写为PAM），是利用电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束，靠局部熔化及气化去除材料。 等离子体被称为物质存在的第四种状态。 等离子体，是高温电离的气体，它由气体原子或分子在高温下获得能量电离后，离解成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子所组成，整体的正负离子数目和正负电荷数值仍相等，所以称之为等离子体。 等离子体具有极高的能量密度的原因： （1）机械压缩效应：电弧通过喷嘴时，通道对电弧产生机械压缩作用； （2）热收缩效应：喷嘴内通入冷却水，使靠近内壁的气体电离度急剧下降，导电性差，电弧中心导电性好，电弧电流被迫在电弧中心高温区通过，使电弧的有效截面缩小，电流密度大大增加，这就是热收缩效应。高速等离子气体流量越大，压力越大，冷却越充分，则热收缩效应越强烈。 （3）磁收缩效应：由于电弧周围存在磁场，迫使电弧产生强烈的收缩作用，使电弧中心电流密度更大。 由于上述3个作用的结果，使等离体温度高达11000~28000度，速度约800~2000m/s，高于声速，具有很强的冲击力。 图9-12中： 1、钨电极接负极，工件接正极——等