特种加工技术ppt课件.ppt

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1、第八章其它特种加工方法8.1化学加工化学刻蚀化学镀膜化学抛光光化学腐蚀所谓化学加工实际上就是对金属材料进行化学腐蚀的一种加工方法。通常是利用酸、碱或盐等化学溶液与金属发生一系列化学反应，对材料或工件表面需要去除的部分进行腐蚀溶解，从而改变材料或工件全部或局部尺寸形状，达到加工目的的一种加工方法。化学加工的应用形式比较多，并且一些化学加工的方法还与其他特种加工方法结合起来，构成新形式的加工方法。比如，所谓的光刻技术就是由光化学方法和化学腐蚀方法相结合的一种加工方法。这里简单介绍几种用于成型的化学加工方法。在工件的非加工表面上涂敷耐腐蚀涂料，进行防腐蚀保护。然

2、后将工件浸泡到化学溶液中，使工件待加工的暴露表面与化学溶液发生反应，进而达到溶解去除加工的目的。1）不受加工材料或工件的硬度、强度限制，适合于刻蚀难切削钢材。2）不产生应力、裂纹、毛刺等缺陷，表面粗糙=Ra2.5-1.25mm。原有缺陷、划痕等不易去除，表面平面度比较差。3）刻蚀超过一定深度后，与暴露表面垂直的侧面加工精度较差，也会产生腐蚀。4）操作简单，腐蚀液对人体有危害。5）适合于大面积多工件的同时加工。6）不宜加工窄而深的槽和型孔等。7）原材料的缺陷、表面不平等不易消除。8）腐蚀液还要考虑安全和环保问题。化学刻蚀原理特点工艺应用化学刻蚀加工主要适合于

3、较大面积的金属表面厚度减薄加工，刻蚀深度不宜超过13mm，因此特别适合于航天工业中大型薄壁构件的内表面刻蚀。此外还可以进行化学下料，特别是栅板、圆盘、分频器、凸轮、刻度盘、表线片等。可加工各种徽章、招牌和商标等。但对工件窄缝、型孔等的加工精度和效率都较差。化学刻蚀加工的工艺过程大体为：表面预处理→涂敷保护层→固化→刻型→腐蚀→清洗→去除保护层。下面简单介绍几个主要工序：1）涂敷在涂敷保护层之前，需要预先清理工件表面的附着物、油污以及氧化层膜等。为了加固涂料与金属工件表面的粘接程度，有时还需要进行适当的表面预处理，比如喷丸、打磨等，以使待涂敷表面形成一定的粗

4、糙度。涂层厚度要求均匀，不允许有杂质和气泡，涂层厚度通常控制在0.2mm左右。涂层必须具有良好的耐酸、碱或盐等性能，在金属腐蚀液体中保持牢固的粘接性能。常用的保护层耐蚀涂料有氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶，涂层后，根据涂料的不同需要不同的时间和温度完成固化。2）刻型涂敷层完全固化之后，根据刻蚀样板用刀子将工件表面上待刻蚀表面的涂层切断、剥离，并清除干净。通常采用1mm厚度的硬铝板制作刻蚀样板。3）腐蚀将经过刻型处理够后的工件放入相应的腐蚀溶液中进行刻蚀，腐蚀温度和速度根据溶液类型和浓度等不同而适当控制。化学刻蚀加工的工艺过程照相制版原理：制版是利用照相感光的

5、原理将设计图形按原形状尺寸印刷在感光胶片上，作为光刻底片。然后，通常是利用紫外光的光化学反应，将光刻底片上的图像复制到涂有感光胶的铜板或锌板上，经过坚膜固化处理，使感光胶具有一定的抗蚀能力，最后进行化学腐蚀即可获得具有所需图像的金属板。光刻加工光电成型光化学腐蚀1）原图照相：将设计图纸放大一定比例刻在特制的玻璃板上，再将其按所需比例缩小投影在涂有卤化银的感光底片上制成制版底片。2）制金属板：将光整的金属板表面进行去油污、去氧化膜层清理，均匀的涂敷感光胶于清理表面（常用的感光胶有聚氯乙烯、骨胶、明胶等）。3）曝光：将感光底片贴合于金属制版涂有感光胶的一侧，置

6、于紫外光下一定距离进行曝光，使金属板上涂敷的感光胶膜按图像感光。曝光的时间和紫外线灯源的距离是金属板感光的关键，须根据板料的材质、图像大小、复杂程度以及需要刻蚀的深度确定。4）显影和坚膜固化：金属板经过曝光后，感光底片上有线条的部分挡住了紫外光线照射，涂敷的感光胶没参与光化学反应，仍呈水溶性；感光底片上没有线条的透光部分，由于参与了化学反应，使感光胶膜变成不溶于水的络合物。将金属板进行显影处理后，用清水把未感光的胶膜清洗掉，进过感光定影后的胶膜即呈现出清晰的图象。有时为了提高感光胶膜的抗蚀性，须将制版放在坚硬液（照相工艺中的定影液）。为了进一步提高感光胶膜

7、的抗蚀性和坚固性，还需进一步固化处理。根据感光胶和金属板材料等通常需在150-300℃温度下固化5-15min，胶膜固化后呈深棕色较好，若胶膜发黑，则产生胶裂或碳化，导致丧失抗蚀能力。5）腐蚀：将坚膜固化后的金属板放入腐蚀液中腐蚀，即可得所需图像。工艺过程原理：利用光致抗蚀剂的光学反应特点，将精缩到掩模板上的图形印刷在涂有光致抗蚀剂的制件上，然后进行腐蚀，由于感光后的抗蚀剂具有很强的耐腐蚀特性，而未接受感光部分被腐蚀，从而在制件上获得清晰地图像。特点：光刻加工具有不变形、无加工硬化、飞边、毛刺等，不受材料硬度限制，适合于复杂图形膜片的精密加工，且可将多个图

8、形组合在一起处理。应用：光刻加工在刻线尺、刻度盘、光栅、细孔金属网