Химическое фрезерование (контурное травление). Химические методы обработки металла Нарезание резьбы и спиральных канавок

Прочитал про такой интересный метод обработки. Хочу реализовать на станке с ЧПУ:)

Из книжки "Справочник инженера-технолога в машиностроении" (Бабичев А.П.):

Электрохимическая размерная обработка основана на явлении анодного (электрохимического) растворения металла при прохождении тока через электролит, подаваемый под давлением в зазор между электродами без непосредственного контакта между инструментом и заготовкой. Поэтому другое название этого метода - анодно-химическая обработка.

Электрод-инструмент в процессе обработки является катодом, а обрабатываемая деталь - анодом. Электрод-инструмент поступательно перемещатся со скоростью Vн. Электролит подается в межэлектродный зазор. Интенсивное движение электролита обеспечивает стабильное и высокопроизводительное течение процесса анодного растворения, вынос продуктов растворения из рабочего зазора и отвод тепла, возникающего в процессе обработки. По мере снятия металла с заготовки-анода происходит подача инструмента-катода.

Скорость анодного растворения и точность обработки тем выше, чем меньше межэлектродный зазор. Однако с уменьшением зазора усложняется процесс его регулирования, возрастает сопротивление прокачке электролита, может произойти пробой вызывающий повреждение обрабатываемой поверхности. Из-за увеличения газонаполнения при малых зазорах снижается скорость анодного растворения. Следует выбирать

такой размер зазора, при котором достигаются оптимальные скорость съема металла и точность формообразования.

Для получения высоких технологических показателей ЭХО необходимо, чтобы электролиты соответстввали следующим требованиям: полное или частичное исключение побочных реакций, снижающих выход по току анодное растворение металла заготовки только в зоне обработки, исключая растворение необрабатываемых поверхностей, т.е. наличие высоких локализующих свойств, обеспечение протекания на всех участках обрабатываемой поверхности заготовки электрического тока расчетного значения.

Наиболее распрстраненными электролитами являются нейтральные растворы неорганических солей хлорида, нитраты и сульфаты натрия и калия. Эти соли дешевы и безвредны для обслуживающего персонала. Широкое применение получил водный раствор хлористого натрия (поваренной соли) NaCl из-за его малой стоимости и длительной работоспособности, что обеспечивается непрерывным восстановлением хлористого натрия в растворе.

Установки для ЭХО обязательно должны иметь фильтры для очистки электролита.

Радует сама собой достигнутая круглость отверстия. Но воронкообразность не радует.

Попробую теперь прокачивать электролит через медицинскую иглу.

Изменено 18 апреля 2008 пользователем desti

Я. М. Я м польский

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ

СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ОКОН ВНУТРЕННИХ

КАНАЛОВ В ДЕТАЛЯХ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Заявлено 8 февраля 1957 r. за № 566488 н Комитет ио делам изобретений и открытий ири Сонете Министров СССР

Изобретение относится к способам электролитического фрезерования соединительных окон внутренних каналов в деталях из алюминия н его сплавов.

Известные способы такого рода не дают возможности выполнить внутреннее соединение каналов в труднодоступных местах. Согласно изобретению, для получения таких каналов используются медные трубки, которые служат для подвода н отвода электролита н являются катодом. В качестве электролита используется раствор нейтрал.ной соли, например, раствор технической поваренной соли.

Предлагаемый способ электролитического фрезерования поясняется чертежом.

В изделии 1, снабженном двумя или более каналами 2, требуется выполнить канал 3, соединяющий два первых канала. Для этого в один из каналов 2 вставляется изоляционно-уплот11ительная трубка 4, внутри которой 1расположены медные трубки 5 и 6, служашие для подвода и отвода электролита, Изделие присоединено к положительному полюсу источника тока и служит анодом, а медные трубки — к отрицательному полюсу и служат катодом, По трубке 5 насосом непрерывно подается электролит. Под действием тока и механического воздействия струи электролита происходит анодное растворение металла изделия в направлении струи электролита. По трубке 6 электролит попадает в сборник и затем снова в подаюший насос.

Для обработки алюминиевых изделий в качестве электролита применяется 10 — 20%-HblH раствор технической поваренной соли. Плотность тока должна быть равна 10—

Напряжение источника тока 15—

25 в. При подборе соответствуюших электролитов способ может быть применен для отработки других металлов. № 110679

Предмет изобретения

Отв. редвктор Л. Г. Голаидский

Стандартгиз. Подп. к печ. 14/1Ч 1958 г. Объем О,I25 и. л. Тираж 85О, цеиз 28 иоп.

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мпиистрои СССР

Москва, Неглинная, д. 23. Зак. 1980

1. Способ электрол итнчес кого фрезерования соединительных окон внутренних каналов в деталях из алюминия и его сплавов, состоящий в том, что на обрабатываемую поверхность направляют струю электролита, а изделие и струю электролита подключают к источнику постоянного тока, о т л и ч а ю ш и йс я т c M, что, с целью создания возможности выполнения отверстий в труднодоступных местах, для подачи н отвода электролита используют медные трубки, соединяемые с отрицательным полюсом источника тока.

2. Способ по и. 1, отлич ающи йся тем, что в качестве электролита используют раствор технической поваренной соли.

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратуре для электрохимического анализа и может быть использовано в качестве датчика в составе полярографической аппаратуры

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в электротехнической промышленности, в приборостроении и для декоративных целей при производстве товаров народного потребления. Способ характеризуется тем, что анод из серебра и серебряных сплавов и металлический катод погружают в электролитическую ванну и на них подают напряжение 280-370 В при анодной плотности тока 0,4-0,8 A/см2 и при температуре водного раствора электролита 20-40 °С, при этом в качестве электролита используют водный раствор, содержащий хлористый аммоний, аммоний лимоннокислый и винную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлористый аммоний 3-10; аммоний лимоннокислый 2-6; винная кислота 1-3; вода остальное. Технический результат заключается в полировании серебряной или серебросодержащей детали - анода и получении оксида серебра на поверхности катода.

Изобретение относится к области электрохимической обработки заготовок из цветных металлов, а именно к используемому для обработки водному раствору электролита. Раствор электролита содержит лимонную кислоту с концентрацией в диапазоне от 1,665 г/л до 982 г/л, гидродифторид аммония с концентрацией от 2 г/л до 360 г/л и не более 3,35 г/л сильной кислоты. Обработка поверхности заготовки включает подвергание поверхности воздействию ванны с водным раствором электролита, регулирование температуры ванны меньше или равной 85°C, подключение заготовки к аноду источника питания постоянного тока и погружение катода источника питания постоянного тока в ванну и пропускание через ванну тока менее чем 255000 ампер на квадратный метр. Изобретение позволяет использовать водный раствор электролита для обработки различных цветных металлов, при этом электролит является экологически безопасным и не создает опасных отходов. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 12 ил., 9 табл.

Изобретение относится к области электрохимических методов обработки металлических поверхностей, в том числе декоративной обработки. Способ включает обработку поверхности серебра в водном растворе тиосульфата натрия Na2S2O3×5H2O - 790 г/л при температуре 35±2 °C при использовании импульсных униполярных и биполярных токов прямоугольной формы следующих амплитудно-временных параметров: tимп=0,1-10,0 мс, tотр.имп=0,1-10,0 мс, длительность задержки импульса тока отрицательной полярности tз=0,1-10,0 мс, tпаузы=0,1-10,0 мс, амплитудная плотность тока в импульсе положительной полярности iимп=0-5 А/см2, амплитудная плотность тока в импульсе отрицательной полярности iотр.имп=0-5 А/см2 и продолжительность обработки 0,5-15,0 минут, причем ток является униполярным, когда ioтp.имп=0. Технический результат – формирование устойчивых к внешним воздействиям окружающей среды пассивных декоративных пленок на поверхности сплава серебра 925 пробы. 3 ил.

Пишу диплом. Я - новичок в Inventor"е. Времени маловато, кто может помочь, помогите, пожалуйста) Есть балка, сваренная из листов толщиной 10 мм. Материал листов, как и сварочный материал, заданы с помощью Semantic 2015. Зависимости по краям, т.к. в данных участках балка приваривается к продольным балкам (рисунок 1). Нагрузки, далее Сила введена - 500 Н. Результат какой то странный. Лист толщиной 100 мм из высокопрочной стали погнулся, так как показано на рисунке 2, 3. Уменьшил силу в 50 Н, картина та же. В чем может быть причина?

Давайте по порядку. Я согласен с п.3 ст 1358. Из этого пункта явно следует, что Полезная модель (чужой патент) признаётся использованной в продукте (в вашем изделии), если в нём использован хоть один признак из независимого пункта формулы чужого патента. Этим единственным использованным признаком может явиться только отличительный признак, поскольку в ст.1358 ГК речь идёт о КАЖДОМ признаке независимого пункта формулы. "В независимом пункте формулы обязательно должны присутствовать признаки необходимые: - для реализации назначения изобретения (полезной модели), - для достижения указываемого в описании технического результата; Совокупность признаков независимого пункта формулы должна обеспечивать объекту изобретения или полезной модели патентоспособность"

Похоже на то. element damping - это как раз от комбинов. Примеры обычно связаны либо с роторной динамикой, либо с FSI-анализом при использовании акустических элементов. Или Вам контайнмент потрясти? Ну так там водные баки))) их можно моделить акустическими элементами. Хотя это блохи, конечно. g - constant structural damping назначить разный g разным материалам. а почему демпфирование по Рэлею не подходит? ну, кроме того, что Вы не знаете нужные альфу и бету. используется подход с созданием КЭ-модели. В КЭ-модели могут быть разные объекты типа комбин14 или просто материалы с демпфированием. Собрать матрицу с КЭ-модели - задача программы. Наша задача - собрать КЭ-модель и правильно настроить работу программы. Пихать в ее матрицы свои объекты уже после того, как программа сформулировала матрицу - непродуктивно и не соответсвует популярному подходу. Разговор про модальные координаты, судя по всему, это разговор про решение методом суперпозиции гармонического или транзиент-анализа. Но это не точно)

Давайте по порядку. Я думаю, вы Вы согласны с п.3 ст 1358. Да? Из этого пункта явно следует, что если хоть один признак из независимого пункта формулы не использован, то патент не использован в объекте. Согласны ведь? Этим единственным неиспользованным признаком может явиться как отличительный признак, так и ограничительный, поскольку в ст.1358 ГК речь идёт о КАЖДОМ признаке независимого пункта формулы. Вот собственно и всё, что я хотела сказать.

Ratcheting - это не стабилизация, а накопление деформации от цикла к циклу. но возможен и обратный процесс - таки стабилизация и вытягивание гистерезиса в прямую. Он даже, наверное, чаще. Как именно в конкретных условиях будет себя конкретный материал - еще вопрос. вот именно. лишь в частных случаях. допустим мы растягиваем материал. и допустим, что наш материал таков, что при довольно большой деформации перестает наблюдаться эффект Баушингера. как это может быть, например... а вот превысили мы предел текучести в два раза. Если бы эффект Баушингера работал, то при разгрузке и последующем сжатии материал бы начал пластически деформироваться сразу же. А если бы на этапе растяжения превысили предел текучести в три раза, то материал бы потек на сжатии, еще не рагрузившись. Это подталкивает нас к тому, что поверхность текучести не жесткая, а имеет сопособность деформироваться в области больших деформаций. Но адепты изотропного упрочнения идут дальше. А давайте, чтобы вышеописанной лабуды не получалось, по мере сдвига поверхности текучести будем ее еще и расширять. Тогда при большом растяжении и последующей разгрузке и сжатии можно подобрать такие параметры, чтобы попадать в отдельный частный эксперимент или несколько экспериментов. Но, применив изотропное упрочнение, мы расширяем поверхность не только в одном направлении, но и в перпендикулярном. Если смотреть на пространство напряжений, то допустим растяжение/сжатие - речь шла про сигма1, тогда перпендикулярное - сигма 2 или сигма3. И вот это уже категорически неверно. То есть для сложных траекторий нагружения это не сработает. Поэтому комбинация с изторопным упрочнением - тупиковый путь. Его нет в природе, его просто было проще запрограммировать на заре развития МКЭ для задач с односторонней пластической деформацией и простой траекторией нагружения. В качестве бонуса дочитавшему до конца. Там тоже комбинированное упрочнение, кстати, но с хорошими результатами.

К.: Тэхника, 1989. - 191 c.
ISBN 5-335-00257-3
Скачать (прямая ссылка): sputnik_galvanika.djvu Предыдущая 1 .. 8 > .. >> Следующая

При электрохимическом фрезеровании защитным может служить покрытие из любой кислотостойкой краски, наносимое по трафарету. Травильный раствор в этом случае состоит нз 150 г/л хлористого натрия и 150 г/л азотной кислоты. Травление происходит на аноде при плотности тока 100-150 А/дм2. В качестве катодл используются медные пластины. После прекращения процесса катоды извлекают из ванны.

Электрохимическое фрезерование отличается более высокой точностью по сравнению с химическим.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Для обеспечения прочного сцепления электролитического покрытия с алюминием на поверхность последнего наносится промежуточный слой цинка, железа или никеля (табл. 21).

ХИМИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОЛИРОВАНИЕ

Гладкая поверхность металла может быть получена путем химического или электрохимического (анодного) полирования (табл. 22, 23). Применение этих процессов позволяет заменить механическое полирование.

При оксидировании алюминия для достижения блестящей поверхности недостаточно только механического полирования, после него необходимо химическое илн элек-

21. Растворы для предварительной обработки алюминия

Ортофосфорная ки Ледяная уксусная Ортофосфорная ки

280-290 15-30 1-6

Кислотный оранжев * Для получени:

краситель 2

пинировэнной поверхности

1й обработке с промежуточной промьге

рату-ра. С

4. ОрТОфОСфОр!

Триэтан! ламин

500-IfXX) 250-550 30-80

Триэтаноламин Каталин БПВ

850-900 100-150

Ортофс ф ртая кислот Хромовый тгидрнд

* Изделия пс горно обрабатываются беч промывки в таком же гока 6А/дм2

трохимическое полирование При полировании драгоценных металлов химическим или электрохимическим способом полностью ликвидируются их потери. Электрохимическое и химическое полирование может быть не только подготовительной операцией перед нанесением гальванопокрытий, но н заключительной стадией технологического процесса. Наиболее широко оно применяется для алюминия. Электрохимическое полирование более экономично, чем <ими-ческое.

Плотность тока и длительность процесса электрополирования выбираются в зависимости от формы, размеров и материала изделий.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССОВ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ВЫБОР ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

Качество металлического покрытия характеризуют структура осадка, его толщина и равномерность распределения на поверхности изделия. На структуру осадка оказывает влияние состав и рН раствора, водород, выделяющийся совместно с металлом, режим электролиза - тем-

ского полирования

M 41
с SS
Плотность
„|§..
Катоды

Из слали
Углеродистые

I-IL
15-18
1,63-1,72
12XI8H9T, свшщо

1-5
10-100

Из стали 12Х18Н97
H:ржавею1диь

Из стили 12Х18Н9Т Алюминий и 3-5 20-50 - (алюминиевые) нержавеющие

0,5-5,0 20-50 1,60-1,61 Из меди или евин- Медь н ее

пература, плотность гока, наличие качания, фильтрация и 1. д.

Для улучшения структуры осадка в электролиты вво дят различные органические добавки (клей, желатин, сахарин и др.), осаждают из растворов комплексные соли, повышают температуру, используют непрерывную филь трацию и т. д Выделяющийся водород может поглощаться осадком, способствуя увеличению хрупкости н пористости, и появлению точек так называемого питтннга. Для уменьшения влияния водорода на качество осадка детали встряхивают во время процесса, вводят окислители, повышают температуру и т. д. Пористость осадка уменьшается с увеличением его толщины.

Равномерное распределение осадка на поверхности и делия зависит от рассеивающей способности электроли та Наилучшей рассеивающей способностью обладают щелочные и цианистые электролиты, значительно меньшей - кислые, самой плохой - хромовые.

При выборе электролита необходимо учитывать конфигурацию изделий и те требования, которые к ннм предъявляются. Например, при покрытии изделий простой формы можно работать с простыми по составу электр >-

лнтамн, не требующими подогрева, вентиляции, фильтрации; при покрытии изделий сложной формы следует применять растворы комплексных солей металла; для покрытия внутренних и труднодоступных поверхностей - внутренние и дополнительные аноды, фильтрацию, перемешивание; для получения блестящего покрытия - электролиты со сложными блескообразующими и выравнивающими добавками и т. д.

ОБЩАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Процесс нанесения покрытий состоит из ряда последовательных операций- подготовительных, нанесения покрытий и окончательной обработки. К подготовительным операциям относятся механическая обработка [еталей, обезжиривание в органических растворителях, химическое или электрохимическое обезжиривание, травление и полирование. Окончательная обработка покрытий включает в себя обезводораживанне, осветление, пассивацию, пропитку, полирование, крацевание. После каждой опе-

Сущность процесса химического фрезерования заключается в регулируемом удалении материала с поверхности заготовки растворением его в травителе за счет химической реакции. Участки заготовки, неподлежащие растворению, покрывают защитным слоем химически стойкого материала.

Скорость съема многих материалов составляет до 0,1 мм/мин.

Преимущества процесса:

· высокая производительность и качество обработки,

· возможность получения деталей сложной конфигурации как малой так и значительной толщины (0,1-50) мм;

· малые энергетические затраты (преимущественно используется химическая энергия);

· короткий цикл подготовки производства и простота его автоматизации;

· безотходность за счет регенерации продуктов процесса.

В процессе обработки съем материала может производиться со всей поверхности заготовки, на различные глубины или на всю толщину детали (сквозное фрезерование). Химическое фрезерование включает следующие основные этапы: подготовку поверхности заготовки; нанесение защитного слоя рисунка; химическое травление; удаление защитного слоя и контроль качества изделий (см.рис.3.1).

Подготовка поверхности - это очистка ее от органических и неорганических веществ, например, с помощью электрохимического обезжиривания. Степень очистки определяется требованиями к последующим операциям.

Нанесение защитного слоя рисунка осуществляется способами: ручной и механизированной гравирования по оплошному (лаковому, восковому) слою, способом ксерографии, трафаретной, офсетной, а также фотохимической печати.

В приборостроении наибольшее применение получил способ фотохимической печати, который обеспечивает малые размеры изделий и высокую точность. В данном случае для получения защитного слоя заданной конфигурации используют фотошаблон (фотокопия детали в увеличенном масштабе на прозрачном материале). В качестве защитного слоя применяют жидкие и пленочные фоторезисты, обладающие светочувствительностью. Жидкие, наиболее освоенные в промышленности, требуют высокого качества очистки поверхности заготовок. Для нанесения их на поверхность используют один из способов: погружение, полив, распыление, центрифугирование, накатывание валками, напыление в электростатическом поле. Выбор способа зависит от типа производства (непрерывное нанесение или на отдельные заготовки); требований к толщине и равномерности образуемой пленки, которые определяют точность размеров рисунка и защитные свойства резиста.

Рис. 3.1. Общая схема технологического процесса химического фрезерования.

Фотохимическая печать защитного рисунка кроме операции нанесения фоторезиста и его сушки, включает операции экспонирования слоя фоторезиста через фотошаблон, проявление рисунка и дубление защитного слоя. При проявлении определенные участки слоя фоторезиста растворяются и удаляются с поверхности заготовки. Оставшийся слой фоторезиста в виде рисунка, определенного фотошаблоном, после дополнительной термической обработки - дубления - служит защитным слоем при последующей операции химического травления.

Операция химического травления определяет окончательное качество и выход годной продукции. Процесс травления протекает не только перпендикулярно поверхности заготовки, но и вбок (под защитный слой), что снижает точность обработки. Величину подтравливания оценивают через фактор травления, который равен , где Н тр - глубина травления, е - величина подтравливания. Скорость растворения определяется свойствами обрабатываемого металла, составом травящего раствора, его температурой, способом подачи раствора на поверхность, условиями отвода продуктов реакции и поддержанием травящих свойств раствора. Своевременное прекращение реакции растворения обеспечивает заданную точность обработки, которая ориентировочно составляет 10% от глубины обработки (травления).

Широкое применение в настоящее время находят травители на основе солей с амином - окислителем, среди которых наиболее часто используют хлор, кислородные соединения хлора, бихромат, сульфат, нитрат, перекись водорода, фтор. Для меди и её сплавов, ковара, стали и других сплавов наибольшее распространение получили растворы хлорного железа (FeCl 3) с концентрацией от 28 до 40% (весовых) и температурой в пределах (20 - 50) С, которые обеспечивают скорость растворения (20 - 50) мкм/мин.

Среди известных способов травления различают погружение заготовки в спокойный раствор; в перемешиваемый раствор; набрызгивание раствора; распыление раствора; струйное травление (горизонтальное или вертикальное). Лучшую точность обработки обеспечивает струйное травление, которое заключается в том, что травящий раствор под давлением через форсунки подается на поверхность заготовки в виде струй.

Контроль качества деталей включает визуальный осмотр их поверхности и измерение отдельных элементов.

Процесс химического фрезерования наиболее выгоден при изготовлении плоских деталей сложной конфигурации, которые в ряде случаев могут быть получены и механической штамповкой. Практикой установлено, что при обработке партий деталей в количестве до 100 тыс. выгоднее химическое фрезерование, а свыше 100 тыс. - штамповка. При очень сложной конфигурации деталей, когда невозможно изготовление штампа, применяется только химическое фрезерование. Следует учитывать, что процесс химического фрезерования не позволяет изготовлять детали с острыми или прямыми углами. Радиус закругления внутреннего угла должен быть не менее половины толщины заготовки S, а внешнего угла - более 1/3 S , диаметр отверстий и ширина пазов деталей должны быть более 2 S.

Метод нашел широкое применение в электронике, радиотехнике, электротехнике и других отраслях в производстве печатных плат, интегральных схем, при изготовлении различных плоских деталей со сложной конфигурацией (плоских пружин, растровых масок для кинескопов цветных телевизоров, масок с рисунком схем, используемых в процессах термического напыления, сеточек для бритв, центрифуг и других деталей).