Химическое фрезерование, штамповка, полирование
При химическом фрезеровании съем металла осуществляется погружением заготовки в травильный раствор. Участки, не подлежащие травлению, изолируют соответствующими защитными покрытиями. Неизолированными остаются контуры, по которым происходит растворение металла.
Данный процесс разрешает изготовлять подробности повышенной твердости миниатюрных и очень больших размеров и тонкостенных, механическая обработка которых есть очень трудоемкой.
Химическое фрезерование используют для контролируемого удаления материала с получением подробностей заданных размеров в основном с фасонными поверхностями, уменьшения толщины ребер до размеров, каковые механической обработкой, литьём и штамповкой взять нереально: для обработки гофрированных стенок, образования уступов под соединение нескольких подробностей в одну, чтобы получить отверстия разных форм, глубоких и узких пазов, обработки узких крутых скосов и полосок и чтобы получить детали с переменным сечением. Помимо этого, химическую обработку используют для удаления нарушенного слоя, остающегося на поверхности по окончании механической обработки, и для получения заданного рельефа на поверхности (химическое клеймение).
Этим методом возможно обрабатывать все сплавы и металлы, а также химически стойкие, жаропрочные, и на алюминиевой и бронзовой базе. Но в зависимости от состава обрабатываемого материала изменяются и состав раствора, и режимы обработки.
Обработка сварных подробностей вероятна, в случае если сварка произведена без каких-либо недостатков, в другом случае химическое фрезерование сварного шва может привести к образованию раковин либо местному растравливанию.
Химическое фрезерование разрешает выдерживать допуски от ± 0,015 до ±0,5 мм. Шероховатость химически фрезерованной поверхности находится в пределах 4—5-го классов. Производительность в среднем образовывает 0,025—0,1 мм/мин.
направляться иметь в виду, что колебания толщины заготовки и волнистость ее поверхности воспроизводятся по окончании химического фрезерования. Исходя из этого, в случае если допуски готовых подробностей твёрдые, нужно предварительно ликвидировать разнотолщинность заготовок механической обработкой.
Оборудование. Травильные растворы для обработки очень агрессивны, исходя из этого емкости для них должны быть изготовлены из твёрдого поливинилхло-рида (винипласта) либо фторопласта-4. Крупногабаритные ванны целесообразно изготовлять металлическими с облицовкой химически стойкой силикатной эмалью марки ЛК-1 либо 105 либо фторопластом не сильный.
Толщина облицовки эмалью должна быть в пределах 0,8—1,2 мм, а фторопластом ЗМ —400—500 мк. Разработка покрытий фторопластом и эмалью освоена ленинградскими фирмами, в частности Ленхим-пищекомбинат удачно облицовывает громадные емкости химически стойкой эмалью. Травильные растворы нагревают до 60—70° С, применяя пароводяную рубаху либо трубчатые нагреватели с погружением их в рабочий раствор.
Нагреватели кроме этого должны быть защищены химически стойким покрытием.
Пары, появляющиеся в следствии растворения металла, должны надежно отсасываться через гидрофильтры. фильтры и Вытяжная система кроме этого должны изготовляться из химически стойких материалов. Фланцевые соединения нужно снабдить прокладками из химически стойкой резины либо комбинированными прокладками из резины и фторопласта.
Приспособление для регулирования скорости погружения подробностей в ванну
Заготовку, подвергаемую химической обработке, погружают в ванну с раствором с определенной скоростью. Величина скорости погружения наряду с этим не всегда должна быть однообразной, ее изменяют в зависимости от заданного режима.
Для обеспечения нужной скорости погружения заготовок в раствор, и для осуществления плавного и бесступенчатого трансформации скорости рационализаторами В. К- Самотесовым и А. П. Поповым внедрено приспособление.
Конструкция его несложна и разрешает регулировать скорость погружения заготовок в раствор в пределах от 0 до десяти метров/мин. Приспособление складывается из цилиндра с поршнем, центробежного насоса, двухходового дросселя и крана. Цилиндр крепится без движений на корпусе ванны либо укрепляется на особой стойке, подающейся к ванне.
Работа приспособления при погружении заготовки складывается из следующих операций. Рукоятка двухходового крана из положения I переводится в положение II. В этом положении подача воды в цилиндр заканчивается. Одновременно с этим из нижней полости цилиндра вода уходит через дроссель и трубопроводы. Под действием груза и обрабатываемых заготовок, закрепленных на приспособлении, поршень начнет медлительно опускаться.
Скорость опускания регулируется дросселем. При подъеме подробностей из ванны рукоятка двухходового крана из положения II переводится в положение, и тогда в нижнюю полость цилиндра под поршень от центробежного насоса через двухходовой кран подается вода под давлением 0,6—0,8 атм, что обеспечу вает стремительный подъем подробностей из ванны.
Растворы. Для химического фрезерования металлических заготовок из углеродистых сталей удовлетворительные результаты взяты в следствии применения растворов сернокислой меди, персульфатов калия, аммония и натрия, хлористого натрия и хлорного железа.
Для латуни и обработки меди применимы 10%-ные растворы хлорноватокислого калия, смешанного в равных количествах с 4%-ным раствором соляной кислоты.
Для химического фрезерования стали марки Х18Н9Т нужна смесь азотной и соляной кислот.
Рис. 1. Приспособление для погружения заготовок при химической обработке.
Для химического его сплавов и фрезерования алюминия направляться использовать смесь сернокислой меди, хлористого натрия и соляной кислоты либо растворы каустической соляной кислоты и соды.
Изучение процесса говорит о том, что для сплава и каждого металла существует оптимальная концентрация. Так, для алюминия оптимальной концентрацией каустической соды есть 300 г/л, для силумина — 400 г/л, для дюралюминия — 500 г/л. Предстоящее увеличение концентрации раствора снижает производительность процесса.
Оптимальная концентрация соляной кислоты образовывает 30%, а температура 40 °С. С увеличением температуры производительность процесса возрастает. Но направляться иметь в виду, что с увеличением температуры возрастает активность выделения вредных газов, в особенности хлора.
Исходя из этого фактически проводить обработку в соляной кислоте при температуре выше 40 °С запрещено.
Технологический процесс химического фрезерования может пара видоизменяться в зависимости от конкретных условий. В это же время главные их последовательность и операции остаются неизменными.
Первой операцией в технологическом ходе химического фрезерования должна быть контрольная. Заготовки по окончании механической обработки нужно шепетильно осуществлять контроль, дабы убедиться в отсутствии механической обработки и дефектов материала. Устанавливается разнотолщинность заготовок из страницы.
По окончании измерения толщин назначают режимы обработки. После этого шепетильно обезжиривают заготовки органическим растворителем. В случае если имеются места, покрытые слоем окалины, нужно ее предварительно удалить.
По окончании очистки скоро наносят защитное покрытие. Материалы для защитных покрытий выбирают в зависимости от требуемой агрессивности и глубины обработки используемых растворов.
При применения сильных глубокой обработки и кислот в качестве защитного покрытия пригоден фторопласт ЗМ. Наносят фторопластовое покрытие обливом, окунанием либо посредством распылителя. Для увеличения вязкости суспензии до 14 сек. по вискозиметру ВЗ-4 в нее вводят пластификатор.
Это разрешает нанести за один раз слой толщиной 30 мк, что вполне достаточно для получения многих подробностей. Крайне редко для весьма надежной защиты требуется 6—8 слоев (0,18—0,24 мм). По окончании нанесения каждого слоя покрытие подвергают сушке при 120 °С и термической обработке при 260 °С.
Длительность термической обработки образовывает 45 мин.
При поверхностных съемах металла возможно использовать покрытие на базе резинового клея 88 либо нитроклея АК-20. По окончании нанесения защитного покрытия заготовки подготовляют к обработке. Для этого сперва над заготовкой с нанесенным покрытием закрепляют твёрдый накладной трафарет, по которому очерчивают острым ножом определенные участки, подлежащие обработке.
С этих участков защитное покрытие после этого снимают, а подготовленные к химической обработке заготовки погружают в раствор.
Процесс химического растворения возможно поделить на три периода. Сначала происходит растворение окис-ной пленки, имевшейся на поверхности металла, причем растворение это, в большинстве случаев, протекает медлительно. Потом накопляются газообразные продукты реакции на поверхности металла (в большинстве случаев водород).
На образование газообразных продуктов большое влияние оказывает состояние поверхности. Важную роль играется и накопление числа катодов местных элементов на поверхности металла за счет разъедания металла и обнажения более добропорядочных примесей либо же за счет электрохимического обмена с электролитом. Второй период характеризуется подвижным равновесием между факторами и есть установившимся процессом.
Третий период характеризуется падением скорости реакции, образованием концентрации и уменьшением электролита на металле толстого слоя продуктов реакции.
направляться иметь в виду, что при химической обработке скорость растворения сплава по всей поверхности не однообразна. Одна из обстоятельств этого пребывает в том, что тяжело сохранить однообразную температуру во всех точках обрабатываемой поверхности.
В ходе растворения поверхность металла разогревается, причем металла и температуры раствора не совпадают. Ухудшает условия теплоотдачи неравномерно выделяющийся водород. В местах, где температура выше, скорость растворения возрастает. Все это ведет к неточности растворения, время от времени выходящей за пределы требуемого допуска.
Исходя из этого во многих случаях нужно принять последовательность мер (перемешивание либо циркулирование раствора, температуры раствора и снижение концентрации, верное размещение нагревателей, контроль температуры в отдельных местах и др.), разрешающих уменьшить перепад температуры.
По окончании выгрузки подробностей из раствора их необходимо шепетильно промыть холодной водой, нейтрализовать остатки солей, снова промыть холодной и тёплой водой, высушить и снять защитное покрытие растворителем либо сдирая покрытие.
Фотохимическая штамповка. Сущность ее содержится в нанесении защитного подслоя с последующим нанесением светочувствительного слоя, травлении и копировании.
Технологический процесс изготовления подробностей складывается из следующих главных операций:
1. Подготовительные операции (нарезка материала на заготовки, полирование пластин с двух сторон, обезжиривание органическим растворителем, протирка мелом, промывка проточной водой, сушка).
2. Покрытие заготовок с двух сторон посредством распылителя нитроклеем АК-20.
3. Нанесение узкого слоя светочувствительной эмульсии в центрифуге. Эмульсия складывается из фотожелатина — 140 г/л, двухромовокислого аммония—15 г/л и 25% раствора аммиака.
4. Копирование в светокопировальной установке изображения с негатива (пленки). В случае если нужно экспонировать на обе стороны заготовки, то для правильного совпадения изображения с обеих сторон две негативные пленки предварительно приклеивают к узкой полосе материала такой же толщины, как и заготовка. Заготовку вставляют между негативами.
5. Проявление в воде при температуре 60—70 °С в течение 2—3 мин.
6. Окрашивание фиолетовым красителем в течение 2 мин. при 20 °С и закрепление в растворе следующего состава (в г):
7. Промывка проточной горячей и холодной водой и сушка на воздухе.
8. Удаление клея с пробельных мест тампоном, намоченным ацетоном.
9. Травление заготовки раствором хлорного железа уд. веса 1,33—1,55 с сушкой и последующей промывкой. Длительность травления устанавливается умелым методом.
10. Удаление защитного слоя погружением подробности в ацетон.
Процесс фотохимической штамповки отыскал использование на последовательности фабрик, в частности на ленинградском заводе «Вибратор» для изготовления разных приборных подробностей из меди, бронзы и латуни толщиной до 0,2 мм.
В Новосибирском электротехническом университете для того чтобы из алюминиевого сплава Д16 данный процесс пара поменян. Защиту не подлежащих травлению мест реализовывают электролитическим меднением. Для этого по окончании закрепления эмульсии заготовки обжигают при 350—400 °С, удаляют окисный слой раствором и осаждают контактную медь в составе: и по окончании тщательной промывки создают электролитическое меднение при плотности 2—3 а/дмг.
Удаляют эмульсию 15%-светло синий раствором каустической соды. Травление в местах, незащищенных медью, создают в 30%-ной соляной кислоте при 25—30 °С. В Ленинградском оптико-механическом объединении фотохимической штамповкой изготовляют из металлической фольги прецизионные подробности фотоаппаратуры.
С целью этого страницы металлической фольги толщиной 0,05—0,2 мм покрывают слоем светочувствительной эмульсии. Контуры подробностей печатают контактно на эмульсионном слое через негатив. После этого создают задубливание эмульсионного слоя и проявление в горячей воде с добавлением 1% метилвиолета до обнаружения контура подробности на незадубленных участках. Растворение реализовывают в следующем растворе:
Температура раствора должна быть 15—20 °С, анодная плотность тока — 20 а/дм2, расстояние между электродами— 10 мм, длительность травления — 15—20 мин.
Данный способ используют кроме этого для изготовления фильтровальных сеток из стали Х18Н9Т. В качестве светочувствительной эмульсии применяют двухромово-кислый калий 10 г/л и поливиниловый спирт 70 г/л. Отпечатанный контактным методом рисунок сетки обрабатывают в растворе хромовой кислоты.
Изоляцию реализовывают перхлорвиниловым лаком. Травление создают в ортофосфорной кислоте 600 г/л при плотности тока 100 а/дм2 (из расчета лишь площади отверстий). Катодами помогают пластины из стали Х18Н9Т.
Температура раствора 40 °С. Удаление защитного покрытия создают 10%-ным раствором каустической соды при 60—70° С.
Фотохимическая штамповка находит все большее использование в производстве электронных подробностей, в оптико-механической и авиационной индустрии. Данный способ очень экономичен при изготовлении тонкостенных подробностей из железной фольги толщиной от 0,01 до 0,2 мм. Точность изготовления — 0,01 мм с ровными кромками, без заусенцев.
Изготовление подробностей сложных форм не требует квалифицированных рабочих. Нет необходимости и в штампах.
Химическое полирование. Одним из самые перспективных способов чистовой отделки подробностей автомобилей и устройств есть химическое полирование. Возможность одновременной обработки громадного количества подробностей сложной любых размеров и формы, высокая производительность процесса, ненужность источников постоянного тока и контактирующих приспособлений и ряд других преимуществ заставляют развивать исследовательские работы с целью усовершенствования химического полирования.
отличных показателей сейчас достигнуты в области его сплавов и полирования алюминия, и хромоникелевых нержавеющих сталей.
