精密与特种加工技术第十一章其他精密与特种加工技术

用。
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2. 化学镀膜的工艺要点及应用
化学镀铜主要用硫酸铜、镀镍主要用氯化镍、镀铬主要用溴 化铬、镀钴主要用氯化钴溶液，以次磷酸钠或次硫酸钠作 为还原剂，也有选用酒石酸钾钠或葡萄糖等为还原剂的。 对特定的金属，需选用特定的还原剂。镀液成分、质量分 数、温度和时间都对镀层质量有很大影响。镀前还应对工 件表面除油、去锈等作净化处理。
(2) 适于大面积加工，可同时加工多件。
(3) 加工过程中不会产生应力、裂纹、毛刺等缺陷， 表面粗糙度Ra可达2.5~1.25。
(4) 加工操作技术比较简单。
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2) 化学铣切的缺点
(1) 不适宜加工窄而深的槽和型孔等。
(2) 原材料中缺陷和表面不平度、划痕等不易消除。
(3) 腐蚀液对设备和人体有危害，故需有适当的防护性措施。
3) 化学铣切的应用范围
(1) 主要用于较大工件的金属表面厚度减薄加工。铣切厚度 一般小于13mm。如在航空和航天工业中常用于局部减小 结构件的质量，对大面积或不利于机械加工的薄壁形整体 壁板的工件适宜。
(2) 用于在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工复杂的形孔。
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2. 化学铣切工艺过程
第11章 其他精密与特种加工技术
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11.1 功率超声光整加工
11.1.1 功率超声珩磨
普通珩磨时，油石易堵塞，加工效率低，尤其是在 珩磨铜、铝、钛合金等韧性材料管件时，油石极 易堵塞，使油石寿命减小，加工表面质量差、效 率低。采用功率超声珩磨则珩磨力小、珩磨温度 低、油石不易堵塞、加工质量好、效率高，零件 滑动面耐磨性高，能够解决上述普通珩磨存在的 主要问题。
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11.2.3 化学抛光
1. 化学抛光的原理和特点
一般是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，此氧化层又能逐渐溶入溶液，表面微凸起处被 氧化较快而较多，微凹处则被氧化慢而少。同样凸起处的 氧化层又比凹处更多、更快地扩散、溶解于酸性溶液中， 因此使加工表面逐渐被整平，达到表面平滑化和光泽化。
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11.1.2 功率超声研磨
功率超声研磨是在研磨工具或工件上施加功率超声 振动以改善研磨效果的一种新工艺。与普通机械 研磨相比，具有效率高、表面粗糙度低的优点。
功率超声研磨装置由功率超声发生器，功率超声振 动系统(包括换能器、变幅杆和研磨工具)，机械 加压冷却或磨料供给系统组成。
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化学铣切的主要过程如下图所示，其中主要的工序 是涂保护层、刻形和化学腐蚀。
化学蚀刻工艺过程
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11.2.2 光化学腐蚀加工
光化学腐蚀加工简称光化学加工(Optical Chemical Machining，OCM)是光学照相制版和光刻(化学 腐蚀)相结合的一种精密微细加工技术。它与化学 蚀刻(化学铣削)的主要区别是不靠样板人工刻形、 划线，而是用照相感光来确定工件表面要蚀除的 图形、线条，因此可以加工出非常精细的文字图 案，目前已在工艺美术、机制工业和电子工业中 获得应用。
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11.2.4 化学镀膜
1. 化学镀膜的原理和特点
其原理是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。
其特点是：有很好的均镀能力，镀层厚度均匀，这
对大表面和精密复杂零件很重要；被镀工件可为
任何材料，包括非导体如玻璃、陶瓷、塑料等；
不需电源，设备简单；镀液一般可连续、再生使
11.1.3 功率超声抛光
功率超声抛光的振动系统结构与研磨类似。功率超 声抛光工具有两类：一类是具有磨削作用的磨具， 如烧结金刚石、烧结刚玉油石等；另一类是没有 磨削作用的工具，如金属棒、木片和竹片等，使 用时另加抛光膏。
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11.1.4 功率超声压光
功率超声压光是在传统压光 工艺基础上，给工具沿工件 表面法线方向上施加功率超 声振动，在一定压力下工具 与工件表面振动接触，从而 对工件表面进行机械冷作硬 化，大大提高了加工表面的 硬度和耐磨性，降低表面粗 糙度。右图所示是功率超声 压光装置的示意图。
钼、钼合金、碳钢及不锈钢等。有时还加入明胶或甘油之 类的添加剂。 抛光时必须严格控制溶液温度和时间。温度从室温到90℃， 时间自数秒到数分钟，只有材料、溶液成分经试验后才能 确定最佳值。 2) 半导体材料的化学抛光 如锗和硅等半导体基片在机械研磨平整后，还要最终用化学 抛光去除表面杂质和变质层。常用氢氟酸和硝酸、硫酸的 混合溶液或双氧水和氢氧化铵的水溶液。
化学抛光的特点是：可以大表面或多件抛光薄壁、低刚度零 件，可以抛光内表面和形状复杂的零件，不需外加电源、 设备，操作简单、成本低。其缺点是化学抛光效果比电解 抛光效果差，且抛光液用后处理较麻烦。
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2. 化学抛光的工艺要求及应用 1) 金属的化学抛光 常用硝酸、磷酸、硫酸、盐酸等酸性溶液抛光铝、铝合金、
化学加工的应用形式很多，但属于成形加工的主要 有化学铣切(化学蚀刻)和光化学腐蚀加工法。属 于表面加工的有化学抛光和化学镀膜等。
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11.2.1 化学铣切加工
1. 化学铣切加工的原理、特点和应用范围
1) 化学铣切的特点
(1) 可加工任何难切削的金属材料，而不受任何硬 度和强度的限制，如铝合金、钼合金、钛合金、 镁合金、不锈钢等。
图 11.6 功率超声压光装置示意图
1—工件；2—压光头；3—变幅杆；4—镍片换能器； 5—内壳；6—外壳；7—弹簧；8—调节螺钉；9—超声发生器
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11.2 化 学 加 工
化学加工(Chemical Machining，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。
应用最广的是化学镀镍、钴、铬、锌，其次是镀铜、锡。在 电铸前，常在非金属的表面用化学镀膜法镀上很薄的一层 银或铜作为导电层和脱模之用。
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11.3 水射流及磨料流加工技术
11.3.1 水射流加工原理Hale Waihona Puke Baidu1. 射流液滴与材料的相互作用过程
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射流液滴与材料的相互作用过程(此处 c 指水中声速)