09-第九章-其它特种加工(化学加工)-特种加工课件-gbi.ppt

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1、Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1 化学加工Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1 化学加工v化学加工（Chemical Machining:CHM）w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（以及表面性能）的一种加工方法。w分类9.1.1化学铣切、9.1.2光化学腐蚀、9.1.3化学抛光、9.1.4化学镀膜Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.1 化学铣切加工v化学铣切加工原理w实质是较大面积和较深尺寸的化学蚀刻

2、。w工作原理是首先将工件非加工表面用耐腐蚀性涂层保护起来，将需要加工的表面裸露，然后将工件浸入化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除，达到加工目的。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.1 化学铣切加工v化学铣切加工工作原理示意图Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.1 化学铣切加工v金属溶解不仅在垂直于工件表面的深度方向，在保护层下面的侧向侧向也进行溶解。根据腐蚀系数（实验确定）、腐蚀深度以及腐蚀尺寸决定样板的刻形尺寸。Precision Engineering Lab.,Xiamen U

3、niv.9.1.1 化学铣切加工v化学铣切的特点w可加工任何难切削的金属材料，而不受到任何硬度和强度的限制；w适于大面积加工，可同时加工多件；w加工过程不会产生应力、裂纹、毛刺等缺陷，表面粗糙度可达Ra2.51.25微米；w加工操作简单。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.1 化学铣切加工v化学铣切的缺点w不适宜加工窄而深的槽和型孔等；w原材料中的缺陷和表面不平度、划痕等不易消除；w腐蚀液对设备和人体有害，需要适当的保护措施。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.v化学铣切工艺过程9.1.1 化学铣切加工

4、表表面面预预处处理理涂涂保保护护层层固固化化刻刻形形化化学学腐腐蚀蚀清清洗洗去去保保护护层层Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.v化学铣切工艺过程w涂覆涂保护层前，必须把工件表面的油污、氧化膜等清除干净（甚至喷沙处理），确保涂层和金属表面粘结牢固。涂层必须具有良好的耐酸、碱性能，并在化学蚀刻过程中粘结力不下降。涂层必须均匀，无杂质和气泡，厚度控制在0.2mm左右。涂后需经过一定时间在适当温度下加以固化。9.1.1 化学铣切加工1Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.v化学铣切工艺过程w刻形根据样板的形状和尺寸将待

5、加工表面的涂层去掉，以便进行腐蚀加工。9.1.1 化学铣切加工2Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.1 化学铣切加工v化学铣切加工过程Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v光化学腐蚀加工（Optical Chemical Machining:OCM）w光学照相制版和化学腐蚀相结合的一种精密微细加工技术。w与化学铣削的主要区别是不靠样板人工划刻，而是用照相感光来确定工件表面要蚀除的图形和线条。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2

6、 光化学腐蚀加工v光化学腐蚀加工w照相制版w光刻加工Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的原理w把所需要的图像，摄影到照相底片上，并经过光化学反应，将图像复制到涂有感光胶的铜板或锌板上，再经过坚膜固化处理，使感光胶具有一定的抗腐蚀能力，最后经过化学腐蚀获得所需图形的金属版。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程曝曝光光显显影影坚坚膜膜烘烘烤烤修修正正腐腐蚀蚀去去胶胶原原图图照照相相金金属属版版涂涂感感光光胶胶印印刷刷版版Precis

7、ion Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程w原图和照相原图是将所需图形按一定比例放大描绘在纸上或刻在玻璃上，然后通过照相，将原图按需要大小缩小在照片底片上。1Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程w金属版和感光胶的涂覆金属版具有一定的硬度和耐磨性，表面光整、无杂质、氧化层、油垢等，以增强对感光胶膜的吸附能力。2Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程w曝光、

8、显影和坚膜3Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程w固化在一定温度下，对感光坚膜后的胶膜固化，提高其抗腐蚀能力。4Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v照相制版的工艺过程w腐蚀5Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v光刻原理w利用光致抗蚀剂的光化学反应特点，将演膜版上的图形精确地印制在涂有光致抗蚀剂的称底表面，再利用光致抗蚀剂的耐腐蚀特性，对称底进行腐蚀，获得极为复杂的精细图

9、形。v特点和应用w精度甚高w半导体器件和集成电路的关键工艺w刻度尺、光栅等精密产品Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v光刻的工艺过程Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v光刻的工艺过程Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.2 光化学腐蚀加工v光刻的工艺过程w光致抗蚀剂：对光敏感的高分子溶液，正性光致抗蚀剂（感光部分可溶解）和负性光致抗蚀剂（感光部分不溶解）。Precision Engineering Lab.,

10、Xiamen Univ.9.1.3 化学抛光v化学抛光（Chemical Polish）w用硝酸或磷酸等氧化剂溶液，在一定条件下，使工件表面氧化，氧化层能逐渐溶入溶液，表面微凸起处被氧化较快较多，且微凸起处氧化层更多、更快溶解于酸性溶液中，从而使加工表面逐渐平整化光泽化。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.3 化学抛光v化学抛光的特点w大面积、多件抛光薄壁、低刚度零件；w抛光内表面、形状复杂零件；w无需外加电源、设备，操作简单，成本低。w效果差于电解抛光，抛光液用后处理麻烦。Precision Engineering Lab.,Xiamen Univ.9.1.4 化学镀膜v化学镀膜w在含金属盐溶液的镀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表面。v特点w具有很好的均镀能力；被镀工件可为任何材料；设备简单；镀液可连续再生使用。