电化学及其他特种加工技术ppt课件

1、 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术7.1 电化学加工技术电化学加工技术7.2 激光加工技术激光加工技术7.3 超声波加工技术超声波加工技术7.4 其他常用特种加工技术其他常用特种加工技术习题习题 其他特种加工技术其他特种加工技术7.1 电化学加工技术电化学加工技术7.1.1 电化学加工的原理与特点1. 电化学加工的原理图7-1所示为电化学加工的原理。两片金属铜(Cu)板浸在导电溶液，例如氯化铜(CuCl2)的水溶液中，此时水(H2O)离解为氢氧根负离子OH和氢正离子H+，CuCl2离解为两个氯负离子2Cl和二价铜正离子Cu2+。当两个铜片接上直流电构成导电通路

2、时，导线和溶液中均有电流流过，在金属片(电极)和溶液的界面上就会有交换电子的反响，即电化学反响。溶液中的离子将作定向挪动，Cu2+正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进展复原反响，堆积出铜。 其他特种加工技术其他特种加工技术在阳极外表Cu原子失掉电子而成为Cu2+正离子进入溶液。溶液中正、负离子的定向挪动称为电荷迁移。在阳、阴电极外表发生得失电子的化学反响称为电化学反响。这种利用电化学反响原理对金属进展加工(图7-1中阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀堆积，常用以提炼纯铜)的方法即电化学加工。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-1 电解(电镀)液中的电化学反响ieei211阳极；2阴极OHClH

3、Cu2 其他特种加工技术其他特种加工技术2. 电化学加工的分类电化学加工有三种不同的类型。第类是利用电化学反响过程中的阳极溶解来进展加工，主要有电解加工和电化学抛光等；第类是利用电化学反响过程中的阴极堆积来进展加工，主要有电镀、电铸等；第 类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺进展加工，目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工(其中还含有电火花放电作用)。电化学加工的类别如表7-1所示。本节主要引见电解加工、电铸成型、电解磨削，其它的电化学加工请参考相关资料。 其他特种加工技术其他特种加工技术表7-1 电化学加工分类类别 加工方法及原理 应 用 电解加工(阳极溶解) 电化学抛

4、光(阳极溶解) 用于形状尺寸加工 用于表面加工 电镀(阴极沉积) 电铸(阴极沉积) 用于表面加工 用于形状尺寸加工 电极磨削(阳极溶解、机械磨削) 电解放电加工(阳极溶解、电火花蚀除) 用于形状尺寸加工 用于形状尺寸加工 其他特种加工技术其他特种加工技术3. 电化学加工的适用范围电化学加工的适用范围，因电解和电镀两大类工艺的不同而不同。电解加工可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、迁延机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片，汽轮机定子、转子的扭曲叶片，炮筒内管的螺旋“膛线(来复线)，齿轮、液压件内孔的电解去毛刺及扩孔、抛光等。电镀、电铸可以复制复杂、精细的外表。 其他特种加工技术其他

5、特种加工技术7.1.2 电解加工1电解加工的原理及特点1) 根本原理电解加工是利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解来将工件成型的。如图7-2所示，在工件(阳极)与工具(阴极)之间接上直流电源，使工具阴极与工件阳极间坚持较小的加工间隙(0.10.8 mm)，间隙中经过高速流动的电解液。这时，工件阳极开场溶解。开场时，两极之间的间隙大小不等，间隙小处电流密度大，阳极金属去除速度快；而间隙大处电流密度小，去除速度慢。 其他特种加工技术其他特种加工技术随着工件外表金属资料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件外表也就逐渐被加工成接近于工具电极的外形，如此下去直至将

6、工具的外形复制到工件上。 图7-2 电解加工原理图12345VA1直流电源；2工具电极；3工件阳极；4电解液泵；5电解液 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 特点电解加工与其他加工方法相比较，它具有以下特点:(1) 能加工各种硬度和强度的资料。只需是金属，不论其硬度和强度多大，都可加工。(2) 消费率高，约为电火花加工的510倍，在某些情况下，比切削加工的消费率还高，且加工消费率不直接受加工精度和外表粗糙度的限制。(3) 外表质量好，电解加工不产生剩余应力和蜕变层，又没有飞边、刀痕和毛刺。在正常情况下，外表粗糙度Ra可达0.21.25 m。 其他特种加工技术其他特种加工技术 (4) 阴极工具

7、在实际上不损耗，根本上可长期运用。电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严厉控制，尺寸精度普通只能到达0.150.30 mm。此外，电解液对设备有腐蚀作用，电解液的处置也较困难。2. 电解加工设备电解加工的根本设备包括直流电源、机床及电解液系统三大部分。1) 直流电源电解加工常用的直流电源为硅整流电源和晶闸管整流电源，其主要特点及运用见表7-2。 其他特种加工技术其他特种加工技术表7-2 直流电源的特点及运用分 类 特 点 应用场合 硅整流电源 1可靠性、稳定性好； 2调节灵敏度较低； 3稳压精度不高 国内生产现场占一定比例 晶闸管电源 1灵敏度高，稳压精度高； 2效率高，节省金属材料； 3

8、稳定性、可靠性较差 国外生产中普遍采用， 也占相当比例 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 机床电解加工机床的义务是安装夹具、工件和阴极工具，并实现其相对运动，传送电和电解液。电解加工过程中虽没有机械切削力，但电解液对机床主轴和任务台的作用力是很大的，因此要求机床要有足够的刚性；要保证进给系统的稳定性，假设进给速度不稳定，阴极相对工件的各个截面的电解时间就不同，影响加工精度；电解加工机床经常与具有腐蚀性的任务液接触，因此机床要有好的防腐措施和平安措施。 其他特种加工技术其他特种加工技术3) 电解液系统在电解加工过程中，电解液不仅作为导电介质传送电流，而且在电场的作用下进展化学反响，使阳极溶解

9、能顺利而有效地进展，这一点与电火花加工的任务液的作用是不同的。同时电解液也担负着及时把加工间隙内产生的电解产物和热量带走的义务，起到更新和冷却的作用。电解液可分为中性盐溶液、酸性盐溶液和碱性盐溶液三大类。其中中性盐溶液的腐蚀性较小，运用时较为平安，故运用最广。常用的电解液有NaCl、NaNO3、NaClO3 三种。 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术NaCl 电解液价廉易得，对大多数金属而言，其电流效率均很高，加工过程中损耗小并可在低浓度下运用，运用很广。其缺陷是电解才干强，散腐蚀才干强，使得离阴极工具较远的工件外表也被电解，成型精度难于控制，复制精度差；对机床

10、设备腐蚀性大，故适用于加工速度快而精度要求不高的工件加工。 NaNO3电解液在浓度低于30%时，对设备、机床腐蚀性很小，运用平安。但消费效率低，需较大电源功率，故适用于成型精度要求较高的工件加工。NaClO3电解液的散蚀才干小，故加工精度高，对机床、设备等的腐蚀很小，广泛地运用于高精度零件的成型加工。然而，NaClO3是一种强氧化剂，虽不自燃，但遇热分解的氧气能助燃，因此运用时要留意防火平安。 其他特种加工技术其他特种加工技术3.电解加工电极反响1阳极反响：Fe2e Fe2+-0.59V电极电位最负，优先发生Fe3e Fe3+-0.323V4OH-4e O2 0.867V2Cl- 2e Cl2

11、 1.334V2阴极反响：2H+ + 2e H2 -0.42V电极电位最正，优先发生Na+ + e Na -2.69V3加工产物从系统去除：Fe2+ Fe(OH)2 Fe(OH)3 其他特种加工技术其他特种加工技术3.电解加工的根本规律1消费率及其影响要素：1金属的电化学当量和消费率的关系：m=KIt, V=It2电流密度和消费率的关系：a=i3电极间隙大小和蚀除速度的关系： a=UR/ 其他特种加工技术其他特种加工技术2精度成形规律：1端面平衡间隙： b = UR/ c2法向平衡间隙： n = b / cos3侧向间隙： s = b 2b/ b +13平衡间隙实际的运用：1计算加工过程中各种

12、间隙，根据阴极外形来推算加工后工件的外形和尺寸；2根据工件计算阴极外形尺寸；3分析加工精度；4选择加工参数，如电极间隙、电源电压、进给速度。 其他特种加工技术其他特种加工技术4.外表质量电解加工外表质量，包括外表粗糙度和物理化学性质改动二方面。正常电解加工没有切削力和切削热影响，不会发生塑性变形，无剩余应力、冷作硬化或烧伤退火等缺陷。影响要素主要有：1工件资料合金成分：合金成分多，杂质多，金相组织不均匀，结晶粗大，都会呵斥溶解速度差别，降低外表粗糙度。如铸铁、高碳钢外表粗糙度就较差。2工艺参数：电流密度高有利；电解液流速过低排出不畅或过高部分真空都不好；温度过高易部分剥落或过低易钝化都不利。3

13、阴极外表质量：条纹、刻痕会复制到工件外表。 其他特种加工技术其他特种加工技术5.提高加工精度的途径1脉冲电流电解加工：脉冲间歇利于电解产物排除；延续析出的氢气搅拌均匀化电解液。2小间隙加工：加工精度、加工速率都有提高，但易短路，受机床刚度、传动精度、电解液系统所能提供压力、流速以及过滤情况的限制。3改良电解液：兼顾加工速率和加工精度。4混气加工：在电解液中通入紧缩空气。 其他特种加工技术其他特种加工技术3. 电解加工运用日前，电解加工主要运用在深孔加工、叶片(型面)加工、锻模(型腔)加工、管件内孔抛光、各种型孔的倒圆和去毛刺、整体叶轮的加工等方面。图7-3是用电解加工整体叶轮，叶轮上的叶片是采

14、用套料法逐个加工的。加工完一个叶片，退出阴极，经分度后再加工下一个叶片。 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-3 电解加工整体叶轮空心水套管叶片阴极片分度阴极片进给电解液 其他特种加工技术其他特种加工技术7.1.3 电铸成型1电铸成型原理及特点1) 成型原理与大家熟知的电镀原理类似，电铸成型是利用电化学过程中的阴极堆积景象来进展成型加工的，即在原模上经过电化学方法堆积金属，然后分别以制造或复制金属制品。但电铸与电镀又有不同之处，电镀时要求得到与基体结合结实的金属镀层，以到达防护、装饰等目的。

15、而电铸那么要电铸层与原模分别，其厚度也远大于电镀层。 其他特种加工技术其他特种加工技术电铸原理如图7-4所示，在直流电源的作用下，金属盐溶液中的金属离子在阴极获得电子而堆积在阴极母模的外表。阳极的金属原子失去电子而成为正离子，源源不断地补充到电铸液中，使溶液中的金属离子浓度坚持根本不变。当母模上的电铸层到达所需的厚度时取出，将电铸层与型芯分别，即可获得型面与型芯凹、凸相反的电铸模具型腔零件的成型外表。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-4 电铸成型的原理45636 V789101231镀槽；2阳极；3蒸馏水瓶；4直流电源；5加热管；6恒温装置；7温度计；8母模；9电铸层；10玻璃管 其他特

16、种加工技术其他特种加工技术2) 特点(1) 复制精度高，可以做出机械加工不能够加工出的细微外形(如微细花纹、复杂外形等)，外表粗糙度Ra可达0.1 m，普通不需抛光即可运用。(2) 母模资料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模。(3) 外表硬度可达3550HRC，所以电铸型腔运用寿命长。(4) 电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有良好的导电性能，非常有利于电加工。 其他特种加工技术其他特种加工技术(5) 电铸时，金属堆积速度缓慢，制造周期长。如电铸镍，普通需求一周左右。(6) 电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，仅为48 mm左右。电铸层普通都具有较大的应力，所以大型电铸件变

17、形显著，且不易接受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的运用遭到一定的限制。2电铸设备铸设备(如图7-4所示)主要包括电铸槽、直流电源、搅拌和循环过滤系统、恒温控制系统等。 其他特种加工技术其他特种加工技术1) 电铸槽电铸槽资料的选取以不与电解液作用引起腐蚀为原那么。普通用钢板焊接，内衬铅板或聚氯乙烯薄板等。2) 直流电源电铸采用低电压大电流的直流电源。常用硅整流，电压为612 V左右，并可调。3) 搅拌和循环过滤系统为了降低电铸液的浓差极化，加大电流密度，减少加工时间，提高消费速度，最好在阴极运动的同时加速溶液的搅拌。搅拌的方法有循环过滤法、超声波或机械搅拌等。循环过滤法不仅可以使溶液搅拌，而且

18、在溶液不断反复流动时进展过滤。 其他特种加工技术其他特种加工技术4) 恒温控制系统 电铸时间很长，所以必需设置恒温控制设备。它包括加热设备(加热玻璃管、电炉等)和冷却设备(冷水或冷冻机等)。3电铸的运用电铸具有极高的复制精度和良好的机械性能，已在航空、仪器仪表、精细机械、模具制造等方面发扬日益重要的作用。图7-5为刻度盘模具型腔电铸过程。其中图(a)为电铸过程中的阴极母模简图，图(b)为母模进展引导线及包扎绝缘处置图，图(c)为电铸，图(d)为电铸产品后处置图。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-5 刻度盘模具型腔电铸过程106M3628145759056(a)(b)123450.91.1

19、1020(c)8(d)1671母模；2绝缘板；3螺钉；4导电杆；5塑料管；6铸件；7铜套；8芯轴1.0 其他特种加工技术其他特种加工技术7.1.4 电解磨削1加工原理及特点1) 加工原理电解磨削是电解加工的种特殊方式，是电解与机械的复合加工方法。它是靠金属的溶解(占95%98%)和机械磨削(占2%5%)的综协作用来实现加工的。加工原理如图7-6所示。加工过程中，磨轮(砂轮)不断旋转，磨轮上凸出的砂粒与工件接触，构成磨轮与工件间的电解间隙。电解液不断供应，磨轮在旋转中，将工件外表由电化学反响生成的钝化膜除去，继续进展电化学反响，如此反复不断，直到加工终了。 其他特种加工技术其他特种加工技术电解磨

20、削的阳极溶解机理与普通电解加工的阳极溶解机理是一样的。不同之处在于：电解磨削中，阳极钝化膜的去除是靠磨轮的机械加工去除的，电解液腐蚀力较弱；而普通电解加工中的阳极钝化膜的去除，是靠高电流密度去破坏(不断溶解)或靠活性离子(如氯离子)进展活化，再由高速流动的电解液冲刷带走的。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-6 电解磨削加工原理图7685432191251311101直流电源；2绝缘主轴；3磨轮；4电解液喷嘴；5工件；6电解液泵；7电解液箱；8机床本体；9工作台；10磨料；11结合剂；12电解间隙；13电解液 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 特点(1) 磨削力小，消费率高。这是由于电

21、解磨削具有电解加工和机械磨削加工的优点。(2) 加工精度高，外表加工质量好。由于电解磨削加工中，一方面工件尺寸或外形是靠磨轮刮除钝化膜得到的，故能获得比电解加工好的加工精度；另一方面，资料的去除主要靠电解加工，加工中产生的磨削力较小，不会产生磨削毛刺、裂纹等景象，故加工工件的外表质量好。(3) 设备投资较高。其缘由是电解磨削机床需加电解液过滤安装、抽风安装、防腐处置设备等。 其他特种加工技术其他特种加工技术2电解磨削的运用 电解磨削广泛运用于平面磨削、成型磨削和内外圆磨削。图7-7(a)、(b)分别为立轴矩台平面磨削、卧轴矩台平面磨削的表示图。图7-8为电解成型磨削表示图，其磨削原理是将导电磨

22、轮的外圆圆周按需求的外形进展预先成型，然后进展电解磨削。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-7 平面磨削表示图 (a)(b) 其他特种加工技术其他特种加工技术 图7-8 电解成型磨削原理图213451绝缘层；2磨轮；3喷嘴；4工件；5加工电源 其他特种加工技术其他特种加工技术7.1.5涂镀电刷镀电刷镀是电镀的一种特殊方式，不用镀槽挂镀、滚镀、延续镀均属槽镀，只需在不断供应电解液的条件下，用一支镀笔在工件外表上进展擦拭，从而获得电镀层。所以，刷镀又称快速电镀，无槽电镀或金属涂镀。电刷镀具有设备轻便，工艺灵敏，镀积速度快，镀层种类多，结合强度高，顺应范围广，对环境污染少，省水省电等优点。是机械

23、零件外表修复和强化的重要手段之一，特别适于不解体，现场修缮和野外抢修。 其他特种加工技术其他特种加工技术国外电刷镀技术的开展大致分为以下几个阶段： 第一阶段1899 1938：利用槽镀电极板和镀液进展的槽外电镀； 第二阶段1938 1960：开场研制公用的刷镀设备和镀液，并获得专利； 第三阶段1960 1967：开场开展机械化和自动化的“流镀； 第四阶段1967 至今：从电源设备、镀笔、工艺、镀液、辅具等各方面都不断得到充实、完善，构成了一套完全独立、可靠而适用的新的电镀工艺。特别是近几年来，刷镀的电源设备趋于轻巧，镀液种类日趋齐全，公用辅助器具配套，运用范围不断扩展，已深化到国民经济各部门，

24、科研成果不断出现。这几年脉冲刷镀电源已胜利地用于刷镀，镀层质量得到进一步提高。虽然镀镍运用最广，但多种镀液已被不断开发。 其他特种加工技术其他特种加工技术我国于70年代未引入这项技术，国家经委列入“六五、“七五、“八五推行工程，在修饰、强化，及零件改性等方面获得了宏大的经济效益。目前已能配制100余种镀液、电源容量从30A500A及配套工辅具均能消费。 其他特种加工技术其他特种加工技术451.电刷镀的原理与特点电刷镀的原理与特点 电刷镀也是一种金属电堆积的过程,根本原理同电镀。以下图是其任务过程的表示图。直流电源的正极经过导线与镀笔相联，负极经过导线和工件相联，当电流方向由镀笔流向工件时为正向

25、电流，正向电流接通时发生电堆积；电流方向从工件流向镀笔时为反向电流，反向电流接通时工件外表发生溶解。 其他特种加工技术其他特种加工技术由于刷镀无需电镀槽，两极间隔很近，所以常规电镀的溶液不适用来作刷镀溶液。刷镀溶液中的金属离子的浓度要高得多，因此需求配制特殊的溶液。完好的刷镀过程还应包括预处置过程。预处置过程包括：镀前工件外表的电清洗和电活化工序，这些处置都运用同一电源，只是镀笔、溶液、电流方向等工艺条件不同而已。 其他特种加工技术其他特种加工技术电刷镀具有以下特点：电刷镀具有以下特点： 1镀层结合强度高，在钛、铝、铜、铬、高合金钢和石墨上也具有很好的结合强度。2设备简单、工艺灵敏、操作方便，

26、可以在现场作业。3可以进展槽镀困难或实现不了的部分电镀。例如对某些分量重、体积大的零件实行部分电镀。4消费效率高。刷镀的速度是普通槽镀的1015倍；辅助时间少；且可节约能源，是糟镀耗电量的几非常之一。5操作平安，对环境污染小。刷镀的溶液不含氰化物和剧毒药品，可循环运用，耗量小，不会因大量废液排放而呵斥污染。 其他特种加工技术其他特种加工技术刷镀电源刷镀电源刷镀电源是该工艺最主要的设备，电源的质量直接影响着刷镀层的质量。刷镀电源必需满足如下要求：1电源应具有直流平外特性，即当负载电流增大时，电压应下降很小。2电源的输出电压应采用无级调理，以便根据不同的工件、不同的镀液选择最正确的电压值。常用电压

27、调理范围为030V，最高不超越40V。3电源输出电流的大小要根据零件的大小、镀液的种类及堆积速率等要素确定。为顺应零件外表积的大小，常把电源的电流和电压分成几个等级配套运用，如15A20V，30A30V，60A30V， 100A40V，120A40V，150A40V。 其他特种加工技术其他特种加工技术4电源应带有安培小时计或镀层测厚仪，为了显示电镀零件所耗费的电量或显示零件镀层厚度，从而减少丈量次数，防止零件外表污染，保证镀层质量。5电源应设有正、反向开关，以满足电净、活化、电镀的需求。6电源应有过载维护安装。当负载电流超越额定电流的510，或正、负极短路时，应能迅速切断主电路，以维护电源和被

28、镀零件不受损失。7为了顺应现场作业，电源应尽能够做到体积小、分量轻、任务可靠、计量精度高、操作简单和维修方便。 其他特种加工技术其他特种加工技术镀笔镀笔镀笔由笔杆+阳极组成(1)笔杆：分为型，型，型由细到粗 笔杆和阳极尺寸的选择由被镀工件的外形和尺寸而定。(2)阳极资料.石墨阳极 属不溶性阳极，由高纯、高密度石墨制成，导电性好，耐高温电解浸蚀，但长期运用后，外表也会腐蚀。.铂铱合金阳极 90%铂+10%铱，强度高，用以修补凹坑，斑点、小孔、密而深的划伤沟槽等。 其他特种加工技术其他特种加工技术.不锈钢阳极 无铂铱合金条件下运用，不适于含卤族或氢化物的镀液中，否那么会被严重腐蚀且污染镀液。.可溶

29、性阳极 例在刷镀镁和铁合金时，用钢和纯铁制造阳极，添加镀速，但应在镀液中添加阳极防钝化剂。 其他特种加工技术其他特种加工技术3阳极外形和尺寸 要求与受镀和外形吻合，即以仿形为原那么。 主要外形有：圆柱形，平板形，月牙形、圆饼形、半圆形，板条形等。4阳极的包裹资料 包括：棉花和化学纤维包套 其作用是： . 防止阳极与工件外表直接接触，呵斥短路打弧烧伤工件或镀层外表。 .吸附镀液：沟通刷镀电路，供应金属离子，坚持被镀面潮湿。 .过滤作用，过滤阳极外表腐蚀下来的石墨粒子及不溶性的氢氧化物二者组成“阳极泥，防止镀液污染。 包套：40%棉+60%涤涤棉套，良好的耐磨性和吸水性。 其他特种加工技术其他特种

30、加工技术刷镀溶液刷镀溶液1刷镀溶液的种类预处置溶液: 预处置溶液可分为电净液和活化液两类：电净液：用于清洗工件外表的油污。活化液：用于去除金属外表的氧化膜和疲劳层，使基体金属的晶格显显露来。电镀溶液: 根据镀层的成分，金属电镀溶液分为单金属电镀液和合金电镀液。每类金属电镀液又根据其堆积速率、镀液的性质、镀层的性能等特点分成许多种类。退镀溶液: 可把旧镀层或不合格的镀层去掉。钝化液。 其他特种加工技术其他特种加工技术2刷镀溶液的特性刷镀溶液的特性与普通的槽镀液相比，刷镀溶液有如下特点： 金属离子的含量较高。如镀Ni液中离子含量5355g/l ； 镀液的温度范围比较宽； 镀液的性质比较稳定。在刷镀

31、过程中虽然金属离子不断堆积，但由于电极上的电阻热使溶液不断蒸发，综合结果使离子浓度下降并不大，因此pH值变化也不大； 均镀才干和深镀才干较好； 镀液的毒性与腐蚀性较小。 其他特种加工技术其他特种加工技术刷镀工艺简介刷镀工艺简介1刷镀中的普通问题1工艺过程: 刷镀工艺过程包括工件外表的预备阶段和刷镀两个阶段。预备阶段的主要目的是提高镀层的结合强度；刷镀阶段的主要目的是获得质量符合要求的镀层。2水冲洗问题: 在电净、活化工序之间均采用自来水冲洗；在最后一道活化工序和刷镀过渡层工序之间以及刷镀过渡层与任务层工序之间，普通采用蒸馏水冲洗。3刷镀前无电擦拭工件外表： 开场刷镀前，在未接通电源前用刷镀笔蘸

32、上要刷的溶液，在工件上擦拭几秒钟再通电，会提高镀层的结合强度。这是由于无电擦拭可在外表上预先使溶液充分润湿，到达pH值一致、金属离子均布的目的。 其他特种加工技术其他特种加工技术4过渡层： 过渡层是位于基体金属和任务镀层之间的特殊层。过渡层不仅与基体之间要有良好的结合性，也要与任务层之间有良好的结合性。过渡层既增大了任务层与基体的结合力，又可提高任务层的稳定性，防止任务层原子向基体中的分散等。5任务镀层：位于过渡层之上的任务镀层要保证与过渡层之间有良好的结合强度，保证本身有良好的强度，满足工件的要求并有尽能够高的堆积速率。 其他特种加工技术其他特种加工技术2电化学处置工件外表电化学处置工件外表

33、工件刷镀前首先要用各种机械方法去掉氧化皮、油垢结碳层，并尽能够整光整平。在机械清理的根底上，必需用电化学的方法去除工件外表的油膜和氧化膜，即使用电净液，接通电源工件普通为阴极，这样，工件外表析出的气领会把油膜破坏，然后被皂化排除。刷镀前进展活化的目的是去除工件的氧化膜。活化液应根据不同的金属资料选用。 其他特种加工技术其他特种加工技术刷镀技术的运用刷镀技术的运用刷镀技术设备简单，操作容易，镀层结合结实，经济效益显著，目前已用于各机械行业及电力、电子、化工、纺织等许多部门。目前刷镀工艺主要用于机械设备的维修，也用来改善零部件的外表理化性能。1恢复磨损零件的尺寸粒度与几何外形精度2填补零件外表的划

34、伤沟槽、凹坑3补救超差工件4强化零件外表5添加零件外表导电性 如Cu外表镀Ag6加强零件耐高温性能 如铜结晶器外表镀 Ni-P 其他特种加工技术其他特种加工技术7改善零件表示钎焊性 如镀Cu后，Si-Bi合金易于铺展，钎焊8通常电镀所难以完成的作业，如： .工件太大或要求特殊，以及难以从机器上拆下的。 .大工件的部分镀覆，尤其是盲孔、狭缝和深孔，以及电镀所无法均镀的部位。 .在电镀困难的铝、钛、高合金钢工件外表，经过电刷镀先镀上打底层，然后再入槽电镀。 .有些工件入槽电镀会引起其它部分损坏或污染电镀槽，此时用电刷镀那么能防止。 其他特种加工技术其他特种加工技术7.2 激光加工技术激光加工技术1

35、.激光构成的机理 任务物质固体或气体受外来能量激发光照、电子轰击、加热，原子或准分子的能级会到达不稳定的较高程度，然后向较低能级的稳定形状跃迁，与此同时发射出光子。 假设某种物质存在一个可以维持较长时间的亚稳态能级，还可以发生粒子数反转处于亚稳态原子多于基态原子，受激后即能发射出足够多的光子，即激光，经过整队同步输出即可用于加工。 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术7.2 激光加工技术激光加工技术1. 激光加工的原理与特点1) 激光加工的原理激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相关光。由于激光的发散角小和单色性好，实际上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的(微米甚至

36、亚微米)小斑点上，加上它本身强度高，故可以使其焦点处的功率密度到达1071011 W/cm2，温度可达10 000以上。在这样的高温下，任何资料都将瞬时急剧熔化和汽化，并爆炸性地高速放射出来，同时产生方向性很强的冲击。因此，激光加工(如图7-9所示)是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合过程。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-9 激光加工表示图1234561激光器；2激光束；3全反射棱镜；4聚焦物镜；5工件；6工作台 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 激光加工的特点激光加工的特点主要有以下几个方面：(1) 几乎对一切的金属和非金属资料都可以进展激光加工。 (2) 激光能聚

37、焦成极小的光斑，可进展微细和精细加工，如微细窄缝和微型孔的加工。(3) 可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其它地点进展加工。 (4) 加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形。 (5) 无需加工工具和特殊环境，便于自动控制延续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。 其他特种加工技术其他特种加工技术2. 激光加工根本设备及其组成部分激光加工的根本设备由激光器、导光聚焦系统和加工机(激光加工系统)三部分组成。1) 激光器激光器是激光加工的重要设备，它的义务是把电能转变成光能，产生所需求的激光束。按任务物质的种类可分为固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器四大类。由于He-

38、Ne(氦氖)气体激光器所产生的激光不仅容易控制，而且方向性、单色性及相关性都比较好，因此在机械制造的精细丈量中被广泛采用。而在激光加工中那么要求输出功率与能量大，目前多采用二氧化碳气体激光器及红宝石、钕玻璃、YAG(掺钕钇铝石榴石)等固体激光器。 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 导光聚焦系统根据被加工工件的性能要求，光束经放大、整形、聚焦后作用于加工部位，这种从激光器输出窗口到被加工工件之间的安装称为导光聚焦系统。3) 激光加工系统激光加工系统主要包括床身、可以在三维坐标范围内挪动的任务台及机电控制系统等。随着电子技术的

39、开展，许多激光加工系统已采用计算机来控制任务台的挪动，实现激光加工的延续任务。 其他特种加工技术其他特种加工技术3. 激光加工的运用1) 激光打孔随着近代工业技术的开展，硬度大、熔点高的资料运用越来越多，并且经常要求在这些资料上打出又小又深的孔，例如，钟表或仪表的宝石轴承，钻石拉丝模具，化学纤维的喷丝头以及火箭或柴油发动机中的燃料喷嘴等。这类加工义务，用常规的机械加工方法很困难，有的甚至是不能够的，而用激光打孔，那么能比较好地完成义务。 其他特种加工技术其他特种加工技术 激光打孔中，要详细了解打孔的资料及打孔要求。从实际上讲，激光可以在任何资料的不同位置，打出浅至几微米，深至二十几毫米以上的小

40、孔，但详细到某一台打孔机，它的打孔范围是有限的。所以，在打孔之前，最好要对现有的激光器的打孔范围进展充分的了解，以确定能否打孔。激光打孔的质量主要与激光器输出功率和照射时间、焦距与发散角、焦点位置、光斑内能量分布、照射次数及工件资料等要素有关。在实践加工中应合理选择这些工艺参数。 其他特种加工技术其他特种加工技术2) 激光切割激光切割(如图7-10所示)的原理与激光打孔类似，但工件与激光束要相对挪动。在实践加工中，采用任务台数控技术，可以实现激光数控切割。激光切割大多采用大功率的CO2激光器，对于精细切割，也可采用YAG激光器。 激光可以切割金属，也可以切割非金属。在激光切割过程中，由于激光对

41、被切割资料不产活力械冲击和压力，再加上激光切割切缝小，便于自动控制，故在实践中常用来加工玻璃、陶瓷、各种精细细小的零部件。 其他特种加工技术其他特种加工技术平面镜激光束辅助气体钛合金喷嘴聚焦透镜激光器图7-10 CO2气体激光器切割钛合金表示图 其他特种加工技术其他特种加工技术激光切割过程中，影响激光切割参数的主要要素有激光功率、吹气压力、资料厚度等。 3) 激光打标激光打标是指利用高能量的激光束照射在工件外表，光能瞬时变成热能，使工件外表迅速产生蒸发，从而在工件外表刻出恣意所需求的文字和图形，以作为永久防伪标志(如图7-11所示)。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-11 振镜式激光打标

42、原理激光束光束准直振镜Y轴马达透镜 其他特种加工技术其他特种加工技术激光打标的特点是非接触加工，可在任何异型外表标刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等各种资料；标志明晰、永久、美观，并能有效防伪；标刻速度快，运转本钱低，无污染，可显著提高被标刻产品的档次。 激光打标广泛运用于电子元器件、汽(摩托)车配件、医疗器械、通讯器材、计算机外围设备、钟表等产品和烟酒食品防伪等行业。 其他特种加工技术其他特种加工技术4) 激光焊接当激光的功率密度为105107 W/cm2，照射时间约为1/100 s左右时，可进展激光焊接。激光焊接普通无需焊料和焊剂，只需将工件的加工区域“

43、热熔在一同即可，如图7-12所示。 激光焊接速度快，热影响区小，焊接质量高，既可焊接同种资料，也可焊接异种资料，还可透过玻璃进展焊接。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-12 激光焊接过程表示图12341激光；2被焊接零件；3被熔化金属；4已冷却的熔池 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-13 激光外表强化处置运用实例淬硬表面淬硬表面(a) 圆锥表面(b) 铸铁凸轮轴表面 其他特种加工技术其他特种加工技术5) 激光外表处置当激光的功率密度约为103105 W/cm2时，便可实现对铸铁、中碳钢，甚至低碳钢等资料进展激光外表淬火。淬火层深度普通为0.71.1 mm，淬火层硬度比常规淬火约高2

44、0%。激光淬火变形小，还能处理低碳钢的外表淬火强化问题。图7-13为激光外表淬火处置运用实例。 其他特种加工技术其他特种加工技术7.3 超声波加工技术超声波加工技术1超声波加工的原理与特点1) 加工原理超声波加工是利用振动频率超越16 000 Hz人耳可以接纳的声音频率为1616000Hz的工具头，经过悬浮液磨料对工件进展成型加工的一种方法，其加工原理如图7-14所示。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-14 超声波加工原理图加工力工具工件振动方向磨料工作液工具振幅 其他特种加工技术其他特种加工技术当工具以16 000 Hz以上的振动频率作用于悬浮液磨料时，磨料便以极高的速度强力冲击加工外

45、表；同时由于悬浮液磨料的搅动，使磨粒以高速度抛磨工件外表；此外，磨料液受工具端面的超声振动而产生交变的冲击波和“空化景象。所谓空化景象，是指当工具端面以很大的加速度分开工件外表时，加工间隙内构成负压和部分真空，在磨料液内构成很多微空腔；当工具端面以很大的加速度接近工件外表时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，从而使脆性资料产生部分疲劳，引起显微裂纹。 其他特种加工技术其他特种加工技术这些要素使工件的加工部位资料粉碎破坏，随着加工的不断进展，工具的外形就逐渐“复制在工件上。由此可见，超声波加工是磨粒的机械撞击和抛磨作用以及超声波空化作用的综合结果，磨粒的撞击作用是主要的。因此，资料愈硬脆，愈易蒙受

46、撞击破坏，愈易进展超声波加工。2) 特点超声波加工的主要特点如下：(1) 适宜于加工各种硬脆资料，特别是某些不导电的非金属资料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。也可以加工淬火钢和硬质合金等资料，但效率相对较低。 (2) 由于工件资料硬度很高，故易于制造外形复杂的型孔。 其他特种加工技术其他特种加工技术 (3) 加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。外表粗糙度Ra值很小，可达0.2 m，加工精度可达0.050.02 mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。 (4)工具可用较软资料制呵斥较复杂外形，所以工具和工件只需做简单相对运动，因此加工机床构造和工具均较简单，操作维修方便

47、。 (5) 消费率较低。这是超声波加工的一大缺陷。 其他特种加工技术其他特种加工技术2. 超声波加工设备 超声波加工安装如图7-15所示。虽然不同功率大小、不同公司消费的超声波加工设备在构造方式上各不一样，但普通都由高频发生器、超声振动系统(声学部件)、机床本体和磨料任务液循环系统等部分组成。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-15 超声波加工安装123456781冷却器；2磨料悬浮液抽出；3工具；4工件；5磨料悬浮液送出；6变幅杆；7换能器；8高频发生器 其他特种加工技术其他特种加工技术1) 高频发生器 高频发生器即超声波发生器，其作用是将低频交流电转变为具有一定功率输出的超声频电振荡，

48、以供应工具往复运动和加工工件的能量。2) 声学部件 声学部件的作用是将高频电能转换成机械振动，并以波的方式传送到工具端面。声学部件主要由换能器、振幅扩展棒及工具组成。换能器的作用是把超声频电振荡信号转换为机械振动；振幅扩展棒又称变幅杆，其作用是将振幅放大。 其他特种加工技术其他特种加工技术1换能器： 主要有压电效应超声换能器石英晶体、钛酸钡、镐钛酸铅等物质在遭到机械紧缩或拉伸变形时，在它们的二对立面的界面上将产生一定的电荷，构成一定的电势；反之，加上一定的电压，将产生一定的机械变形。称之为“压电效应和磁致伸缩效应换能器铁、钴、镍及其合金的长度可以随所处磁场强度变化而伸缩。 其他特种加工技术其他

49、特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术由于换能器资料伸缩变形量很小，在共振情况下也超不过0.0050.01 mm，而超声波加工却需求0.010.1 mm的振幅，因此必需用上粗下细(按指数曲线设计)的变幅杆放大振幅。变幅杆运用的原理是：由于经过变幅杆的每一截面的振动能量是不变的，所以随着截面积的减小，振幅就会增大。 变幅杆的常见方式如图7-16所示，加工中工具头与变幅杆相连，其作用是将放大后的机械振动作用于悬浮液磨料对工件进展冲击。工具资料应选用硬度和脆性不很大的韧性资料，如45#钢，这样可以减少工具的相对磨损。工具的尺寸和外形取决于被加工外表，它们相差一个加工间隙值(略大于磨料直径)。

50、 其他特种加工技术其他特种加工技术(a) 锥形(b) 指数形(c) 阶梯形图7-16 几种方式的变幅杆 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术3) 机床本体和磨料任务液循环系统 超声波加工机床的本体普通很简单，包括支撑声学部件的机架、任务台面以及使工具以一定压力作用在工件上的进给机构等；磨料任务液是磨料和任务液的混合物。常用的磨料有碳化硼、碳化硅、氧化硒或氧化铝等；常用的任务液是水，有时用煤油或机油。磨料的粒度大小取决于加工精度、外表粗糙度及消费率的要求。 其他特种加工技术其他特种加工技术3超声波加工的运用超声波加工的消费率虽然比电火花、电解加工等低，但其加工精度和

51、外表粗糙度都比它们好，而且能加工半导体、非导体的脆硬资料，如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。在实践消费中，超声波广泛运用于型(腔)孔加工(如图7-17所示)、切割加工(如图7-18所示)、清洗(如图7-19所示)等方面。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-17 超声波加工的型孔、腔孔类型(a) 加工圆孔(b) 加工型腔(c) 加工异形孔(d) 套料加工(e) 加工微细孔 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-18 超声波切割加工 123454321(a) 超声切割单晶硅片示意图1变幅杆；2工具(薄钢片)；3磨料液；4工件(单晶硅)(b) 刀具1变幅杆；2焊缝；3铆钉；4导向片；5软钢

52、刀片(c) 切割成的陶瓷模块 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-19 超声波清洗安装1234567891清洗槽；2变幅杆；3压紧螺钉；4压电陶瓷换能器；5镍片()；6镍片()；7接线螺钉；8垫圈；9钢垫块 其他特种加工技术其他特种加工技术 其他特种加工技术其他特种加工技术7.4 其他常用特种加工技术其他常用特种加工技术7.4.1 电子束加工1. 加工原理 电子束加工是利用高速电子的冲击动能来加工工件的，如图7-20所示。在真空条件下，将具有很高速度和能量的电子束聚焦到被加工资料上，电子的动能绝大部分转变为热能，使资料部分瞬时熔融、汽化蒸发而去除。 其他特种加工技术其他特种加工技术图7-20 电子束加工原理电子枪系统聚焦系统电子束工件抽真空系统电源及控制系统 其他特种加工技术其他特种加工技术控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以到达不同的加工目的。如只使资料部分加热就可进展电子束热处置；使资料部