化学与电化学加工技术
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2020年12月29日星期二
设计母模时应 掌握以下几个
原则
母模沿高度方向要比制品 加长3～5 mm，以备电 铸后将两端粗糙、过厚的 电铸层去除。
对于非熔性母 模应带有15′～ 30′的脱模斜度， 同时要考虑脱 模措施。
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2020年12月29日星期二
2)电铸前处理 电铸前处理包括金属母模镀脱模层处理，非金属母模防水、导电化处 理，以及引导线及包扎处理。 （1）金属母模镀脱模层处理。为便于电铸后脱模，电铸前金属母模需 要进行镀脱模层处理。形状简单的金属母模一般镀一层厚度8～10 μm 的硬铬，形状复杂的金属母模应先镀镍，再镀硬铬，以克服直接镀铬 散射能力差的缺点，有深型腔的母模可镀银处理，其镀银处理过程为 先在母模表面喷感光剂，再曝光烘干，最后镀银，低熔点合金母模不 需要镀脱模层就可直接脱模，其形状复杂时可考虑涂一层石墨。 （2）非金属母模防水、导电化处理。用石膏、木材制成的母模，首先 要进行防水处理，如表面喷漆、浸石蜡、浸漆等。非金属母模还要进 行导电化处理，以能够进行电铸沉积。导电化处理处理方法有：用涂 覆方法在母模表面涂覆一层含有石墨、铜粉或银粉的导电漆；用真空 涂膜或阴极溅射（离子镀）的方法在母模表面覆盖一层导电金属；用 化学镀方法在母模表面覆盖一层导电金属，如化学镀铜。 （3）引导线及包扎处理。母模经镀脱模层及防水、导电化处理后，还 需进行引导线及包扎处理，目的是使电铸表面在电铸过程中良好地导 电，对非金属铸面予以绝缘隔离。
化学与电化学加工技术
化学与电化学加工技术
1.1 化学腐蚀加工
化学腐蚀加工是利用酸、碱、盐等化学溶液与金属产生化学反应， 使金属腐蚀溶解，改变零件尺寸和形状的一种加工方法。 1.化学腐蚀加工的原理
化学腐蚀加工的原理是先把工件非加工表面用耐腐蚀性涂层保护起 来，需要加工的表面露出来，浸入到化学溶液中进行化学腐蚀，使金属 按特定的部位溶解出去，达到加工的目的。金属的溶解作用不仅在垂直 于工件表面的深度方向进行，而且还会在耐腐蚀性涂层下面的侧向进行 溶解，并呈圆弧状，如图4-2所示。
是在母模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。 电铸加工的原理如图4-4所示。
2020年12月29日星期二
图4-4 电铸加工的原理 1—电铸槽； 2—阳极； 3—直流电源； 4—电铸层； 5—母模（阴极）； 6—搅拌器；
7—电铸液； 8—过滤器； 9—泵； 10—加热器
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2.电铸加工的特点
1.采用照相化学腐蚀 加工后，图文精度 高，仿真性强，腐 蚀深度均匀。
照相模化具学加腐 蚀加工工方的法特点
4.照相化学腐蚀加工的 可靠性好，一般用做最 后一道工序的加工。
2020年12月29日星期二
2.照相化学腐蚀加 工可以在淬火或抛 光后进行。
3.照相化学腐蚀加工 可以在复杂曲面上加 工图文。
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首先将需要加工的模具或工件表面进行去氧化皮及去油污处理，然 后涂感光胶（如聚乙烯醇、骨胶、明胶等），待干燥后就可以贴照相底 片进行曝光。 3）曝光、显影与坚膜
曝光时照相底片贴在涂有感光胶的工件表面，并用真空方法使其密 合，然后用紫外线照射，使其工件表面上的感光胶膜按图像感光。照相 底片上的不透光部分，挡住了光线照射，感光胶未产生化学反应，仍是 水溶性的；照相底片上的透光部分，感光胶受到光线照射而产生化学反 应，使感光胶膜变成不溶于水的络合物。此后经过显影，把未感光的感 光胶膜用水冲洗掉，使其呈现出清晰的图像。为了提高显影后感光胶膜 的抗腐蚀性，可将其放在坚膜液（10%的铬酸酐溶液）中进行处理。
电铸加工的速度慢，生产周期 长（需几十小时甚至几百小时 ），尖角和凹槽部分电铸层不 均匀，且存在一定的内应力， 不能承受冲击负荷。
电铸加工不需特殊 设备，操作简单。
由于电铸加工中电铸镍具有一 定的抗拉强度和硬度，因而铸 成之后不需要进行热处理。
2020年12月29日星期二
特点
电铸加工可以复制出机械加工不可 能加工的细微形状以及难加工的型 腔，其细微程度及尺寸精度可达微 米级，电铸后的型面一般不需进行 修正加工。
2020年12月，其抗腐蚀能力仍不强，必须进一步固化。聚
乙烯醇胶一般在180 ℃下固化15 min，即成深棕色。固化温度及时间随 金属材料而异，铝板不超过200 ℃，铜板不超过300 ℃，时间为5～7 min，直至表面呈深棕色为止。
5）化学腐蚀 经固化处理的工件，放在化学腐蚀液中进行腐蚀，即可获得所需图
化学腐蚀加工 的加工精度不 高，不能加工 深而细小的窄 槽、型孔和尖 角等。
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1.2 照相化学腐蚀加工
在照相化学腐蚀加工中，往往需要在模具型腔表面加工文字、商标 图案、花纹等。如用人工雕刻当然比较困难，采用化学蚀刻，也很难达 到要求，而采用照相化学腐蚀加工方法则可达到目的。 1.照相化学腐蚀的原理及其特点
2.照相化学腐蚀加工的工艺过程 如图4-3所示为照相化学腐蚀工艺过程流程图。其主要工序包括
原图、照相、涂感光胶、曝光、显影、坚膜、固化、化学腐蚀等。
2020年12月29日星期二
图4-3 照相化学腐蚀工艺过程流程图
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1）原图和照相 原图是将所需的图形按一定比例放大描绘在纸上，形成黑白分明的
文字图案，为确保原图质量，一般都需放大几倍。然后通过照相，将原 图按所要的尺寸大小缩小在照相底片上。照相底片一般采用涂有卤化银 的感光底片。 2）涂感光胶
2020年12月29日星期二
图4-2 化学腐蚀加工的原理 1—工件； 2—化学溶液； 3—化学腐蚀； 4—耐腐蚀性涂层；
5—溶液箱； 6—工作台
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2.化学腐蚀加工的特点
化学腐蚀加工的 腐蚀液及蒸汽对 人体和设备有危 害，需要有适当 的保护措施。
2020年12月29日星期二
化学腐蚀 的特点
化学腐蚀加工适 宜大面积加工， 可同时加工多个 工件。
电铸加工的母模材料不 一定是金属，可采用其 他材料或制品本身，经 导电化处理后直接作为 母模。
电铸加工可以用一个标准的 母模制作出很多形状一致的 型腔或电火花成型加工用的 电极。
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3.电铸加工的工艺过程 1）在分析产品图样的基础上设计、制造母模
对于形状复杂， 不能完整脱模的 母模，可选用一 次性母模或组合 式母模。
像。化学腐蚀液成分随工件材料而异，为了保证工件的加工形状和尺寸 精度，应在化学腐蚀液中添加保护剂，防止腐蚀向侧向渗透，并形成直 壁甚至向外形成坡度。腐蚀铜时用乙烯基酸脲和二硫化甲脒组成保护剂， 也可用松香粉刷嵌在腐蚀露出的图形侧壁上。
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1.3 电铸加工
1.电铸加工的原理 电铸是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工的，也就
设计母模时应 掌握以下几个
原则
母模沿高度方向要比制品 加长3～5 mm，以备电 铸后将两端粗糙、过厚的 电铸层去除。
对于非熔性母 模应带有15′～ 30′的脱模斜度， 同时要考虑脱 模措施。
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2)电铸前处理 电铸前处理包括金属母模镀脱模层处理，非金属母模防水、导电化处 理，以及引导线及包扎处理。 （1）金属母模镀脱模层处理。为便于电铸后脱模，电铸前金属母模需 要进行镀脱模层处理。形状简单的金属母模一般镀一层厚度8～10 μm 的硬铬，形状复杂的金属母模应先镀镍，再镀硬铬，以克服直接镀铬 散射能力差的缺点，有深型腔的母模可镀银处理，其镀银处理过程为 先在母模表面喷感光剂，再曝光烘干，最后镀银，低熔点合金母模不 需要镀脱模层就可直接脱模，其形状复杂时可考虑涂一层石墨。 （2）非金属母模防水、导电化处理。用石膏、木材制成的母模，首先 要进行防水处理，如表面喷漆、浸石蜡、浸漆等。非金属母模还要进 行导电化处理，以能够进行电铸沉积。导电化处理处理方法有：用涂 覆方法在母模表面涂覆一层含有石墨、铜粉或银粉的导电漆；用真空 涂膜或阴极溅射（离子镀）的方法在母模表面覆盖一层导电金属；用 化学镀方法在母模表面覆盖一层导电金属，如化学镀铜。 （3）引导线及包扎处理。母模经镀脱模层及防水、导电化处理后，还 需进行引导线及包扎处理，目的是使电铸表面在电铸过程中良好地导 电，对非金属铸面予以绝缘隔离。
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1.1 化学腐蚀加工
化学腐蚀加工是利用酸、碱、盐等化学溶液与金属产生化学反应， 使金属腐蚀溶解，改变零件尺寸和形状的一种加工方法。 1.化学腐蚀加工的原理
化学腐蚀加工的原理是先把工件非加工表面用耐腐蚀性涂层保护起 来，需要加工的表面露出来，浸入到化学溶液中进行化学腐蚀，使金属 按特定的部位溶解出去，达到加工的目的。金属的溶解作用不仅在垂直 于工件表面的深度方向进行，而且还会在耐腐蚀性涂层下面的侧向进行 溶解，并呈圆弧状，如图4-2所示。
是在母模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。 电铸加工的原理如图4-4所示。
2020年12月29日星期二
图4-4 电铸加工的原理 1—电铸槽； 2—阳极； 3—直流电源； 4—电铸层； 5—母模（阴极）； 6—搅拌器；
7—电铸液； 8—过滤器； 9—泵； 10—加热器
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2.电铸加工的特点
1.采用照相化学腐蚀 加工后，图文精度 高，仿真性强，腐 蚀深度均匀。
照相模化具学加腐 蚀加工工方的法特点
4.照相化学腐蚀加工的 可靠性好，一般用做最 后一道工序的加工。
2020年12月29日星期二
2.照相化学腐蚀加 工可以在淬火或抛 光后进行。
3.照相化学腐蚀加工 可以在复杂曲面上加 工图文。
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首先将需要加工的模具或工件表面进行去氧化皮及去油污处理，然 后涂感光胶（如聚乙烯醇、骨胶、明胶等），待干燥后就可以贴照相底 片进行曝光。 3）曝光、显影与坚膜
曝光时照相底片贴在涂有感光胶的工件表面，并用真空方法使其密 合，然后用紫外线照射，使其工件表面上的感光胶膜按图像感光。照相 底片上的不透光部分，挡住了光线照射，感光胶未产生化学反应，仍是 水溶性的；照相底片上的透光部分，感光胶受到光线照射而产生化学反 应，使感光胶膜变成不溶于水的络合物。此后经过显影，把未感光的感 光胶膜用水冲洗掉，使其呈现出清晰的图像。为了提高显影后感光胶膜 的抗腐蚀性，可将其放在坚膜液（10%的铬酸酐溶液）中进行处理。
电铸加工的速度慢，生产周期 长（需几十小时甚至几百小时 ），尖角和凹槽部分电铸层不 均匀，且存在一定的内应力， 不能承受冲击负荷。
电铸加工不需特殊 设备，操作简单。
由于电铸加工中电铸镍具有一 定的抗拉强度和硬度，因而铸 成之后不需要进行热处理。
2020年12月29日星期二
特点
电铸加工可以复制出机械加工不可 能加工的细微形状以及难加工的型 腔，其细微程度及尺寸精度可达微 米级，电铸后的型面一般不需进行 修正加工。
2020年12月，其抗腐蚀能力仍不强，必须进一步固化。聚
乙烯醇胶一般在180 ℃下固化15 min，即成深棕色。固化温度及时间随 金属材料而异，铝板不超过200 ℃，铜板不超过300 ℃，时间为5～7 min，直至表面呈深棕色为止。
5）化学腐蚀 经固化处理的工件，放在化学腐蚀液中进行腐蚀，即可获得所需图
化学腐蚀加工 的加工精度不 高，不能加工 深而细小的窄 槽、型孔和尖 角等。
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1.2 照相化学腐蚀加工
在照相化学腐蚀加工中，往往需要在模具型腔表面加工文字、商标 图案、花纹等。如用人工雕刻当然比较困难，采用化学蚀刻，也很难达 到要求，而采用照相化学腐蚀加工方法则可达到目的。 1.照相化学腐蚀的原理及其特点
2.照相化学腐蚀加工的工艺过程 如图4-3所示为照相化学腐蚀工艺过程流程图。其主要工序包括
原图、照相、涂感光胶、曝光、显影、坚膜、固化、化学腐蚀等。
2020年12月29日星期二
图4-3 照相化学腐蚀工艺过程流程图
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1）原图和照相 原图是将所需的图形按一定比例放大描绘在纸上，形成黑白分明的
文字图案，为确保原图质量，一般都需放大几倍。然后通过照相，将原 图按所要的尺寸大小缩小在照相底片上。照相底片一般采用涂有卤化银 的感光底片。 2）涂感光胶
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图4-2 化学腐蚀加工的原理 1—工件； 2—化学溶液； 3—化学腐蚀； 4—耐腐蚀性涂层；
5—溶液箱； 6—工作台
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2.化学腐蚀加工的特点
化学腐蚀加工的 腐蚀液及蒸汽对 人体和设备有危 害，需要有适当 的保护措施。
2020年12月29日星期二
化学腐蚀 的特点
化学腐蚀加工适 宜大面积加工， 可同时加工多个 工件。
电铸加工的母模材料不 一定是金属，可采用其 他材料或制品本身，经 导电化处理后直接作为 母模。
电铸加工可以用一个标准的 母模制作出很多形状一致的 型腔或电火花成型加工用的 电极。
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3.电铸加工的工艺过程 1）在分析产品图样的基础上设计、制造母模
对于形状复杂， 不能完整脱模的 母模，可选用一 次性母模或组合 式母模。
像。化学腐蚀液成分随工件材料而异，为了保证工件的加工形状和尺寸 精度，应在化学腐蚀液中添加保护剂，防止腐蚀向侧向渗透，并形成直 壁甚至向外形成坡度。腐蚀铜时用乙烯基酸脲和二硫化甲脒组成保护剂， 也可用松香粉刷嵌在腐蚀露出的图形侧壁上。
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1.3 电铸加工
1.电铸加工的原理 电铸是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工的，也就