6化学作用特种加工技术(删减版).ppt

第六章 化学作用特种加工技术 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 加工飞??、火箭、飞船蒙皮——减薄、打孔;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）不能去除原零件的表面缺陷，划痕等 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薄壁零件上加工孔;（二）化学铣削工艺过程;层叠叶片上的孔加工;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;（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。精度可达：0.005mm。 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。 应用：电路、多孔金属板、滤片、筛网、标牌、制版;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、特别是内表面（电解抛光内腔不方便）的抛光、不需要电源。 缺点：比电解抛光效果差。 如半导体材料磨削后的化学抛光，可以降低粗糙度、消除应力层、变质层;化学抛光是靠化学试剂对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。;优点 1、化学抛光操作简单。不需要通电，不需要机械设备。大型流水线可以操作，小型加工也可操作。 2、化学抛光能抛光各种不同规则、不同形状的复杂工件。这是机械抛光无法取代的。;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：利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。 （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、镀液一般可连续使用，再生使用。;与电镀相比， 化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、 不需直流电源设备 、 能在非导体上沉积 具有某些特殊性能等特点。 另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。;（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。 如：电铸前，在不导电的原模上镀导电层。;化学镀就是在不通电的情况下，利用氧化还原反应在具有催化表面的镀件上，获得金属合金的方法。它是新近发展起来的一门新技术。美、英、日、德等国，其工业产值正以每年15%的速度递增。它广泛地应用于机械、电子、塑料、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航天等工业部门，是一项很有发展前途的高新??术之一。其特点如下： 1、表面硬度高，耐磨性能好： 其表面硬度可