1、03GDD6,主编,第六章 电化学加工,第一节 电解加工的机理和基本规律 第二节 电 解 液 第三节 电解加工参数和加工精度 第四节 混气电解加工 第五节 电解加工设备 第六节 电解加工工艺 第七节 电化学机械复合加工 第八节 阴极沉积加工,第一节 电解加工的机理和基本规律,一、电解加工的特点及应用 二、电解加工的机理 三、金属阳极溶解机理 四、电解加工中的基本规律,一、电解加工的特点及应用,)能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型面和型腔，如锻模、叶片等，设备构成简单。 )可以加工高硬度、高强度和高韧性等难以切削加工的金属材料，如淬火钢、钛合金、不锈钢、硬质合金等。 )加工过程中无切削力和
2、切削热，工件不产生内应力和变形，适合于加工易变形和薄壁类零件。 )加工后的零件无毛刺和残余应力，加工表面粗糙度可以达到.，尺寸精度对于内孔可以达到.、对于型腔可以达到.。 )与其他加工方法相比，生产率较高。 )加工过程中工具电极(阴极)基本不损耗。,)加工精度一般不如电火花加工和超声波加工高。 )加工复杂型腔和型面时，工具的制造费用较高，一般不适合于单件和小批量生产。 )电解加工设备占地面积大，附属设备多，初期投资较大。 )电解液的处理和回收有一定难度，而且对设备有一定的腐蚀作用，加工过程中产生的气体对环境有一定的污染。,二、电解加工的机理,图- 电解加工示意图 主轴 工具 工件 直流电源,二
3、、电解加工的机理,图- 电解加工成形原理,三、金属阳极溶解机理,.电极电位 .电解加工时的电极反应 .电极的极化和超电压,.电极电位,图- 电解池中离子的 迁移及电位分布,.电极电位,图- 双电层示意图,.电解加工时的电极反应,一般情况下，工件材料不是纯金属，而是合金，其金相组织也不完全一致，电解液的成分、温度、流速等因素对电解过程都有影响，使得电解加工中电极间的反应极为复杂。下面以铁在氯化钠电解液中进行电解加工为例，分析阳极和阴极发生的电极反应。,.电极的极化和超电压,图- 电极极化曲线 阴极端 阳极端,.电极的极化和超电压,()浓度超电压 ()电阻超电压 ()化学超电压,()浓度超电压,电
4、解加工时，金属不断地溶解生成离子并向外扩散，离子生成的速度大于扩散的速度，从而在电极附近造成离子的堆积，出现金属离子在阳极附近浓度的提高，这种现象称为浓度极化。电流密度愈大，浓度极化愈明显。浓度极化改变了双电层电位。为了保持一定的电化学电流和加工速度，必须增加一个外加电压。,()电阻超电压,由于电极反应，会在阳极金属表面上形成一层致密而又非常薄的粘膜，这层粘膜由氧化物、氢氯化物或盐组成，也称为钝化膜，从而使金属表面失去了原有的活泼性，导致金属的溶解过程减慢，这就是通常所说的阳极钝化现象。要克服钝化膜的电阻，就需要额外增加电源电压。这个电压称之为电阻超电压。,()化学超电压,电化学反应处于平衡状
5、态时，电解液的一部分离子通过存在于电极表面和电解液面组成的双电层时，就在这个电极上放电，同时，金属电极上也有一部分原子释放电子并通过双电层进入电解液，以维持平衡。,四、电解加工中的基本规律,.电化学当量 .加工速度 .加工间隙,金属阳极溶解时，金属的溶解量与通过的电量符合法拉第定律。法拉第定律如下： 法拉第第一定律：在电极的两相界面处，发生电化学反应物质的量与通过的电量成正比。 法拉第第二定律：当相同的电量通过不同的电解质溶液时，在电极上析出或溶解的物质的量与其化学当量成正比。,.电化学当量,如果阳极只发生金属溶解而没有析出其他物质时，根据法拉第第一定律，金属溶解的理论重量为,.电化学当量,(
6、6-1)(6-2),.加工速度,()体积加工速度() ()深度加工速度(),()体积加工速度(),表示单位时间内去除工件材料的体积量。由法拉第定律可知：电解加工时实际溶解金属的重量,(6-3)(6-4)(6-5),()深度加工速度(),表示单位时间内在工件深度上的去除量(简称加工速度)，工件被加工面积是，加工深度为，则体积去除量,(6-6),.加工间隙,()端面平衡间隙 ()法向平衡间隙 ()侧面间隙 ()平衡间隙理论的应用 ()加工间隙的基本要求 ()影响加工间隙的其他因素,()端面平衡间隙,图- 加工间隙变化过程 进给速度 阳极溶解速度 起始间隙 平衡间隙,()端面平衡间隙,(6-7)(6
7、-8)(6-9),()端面平衡间隙,(6-10)(6-11),()法向平衡间隙,图- 法向间隙和法向进给速度,()侧面间隙,图- 阴极侧面不绝缘,()侧面间隙,(2-13)(2-14)(2-15),()侧面间隙,(2-16)(2-17)(2-18),()侧面间隙,图- 阴极侧面绝缘,()平衡间隙理论的应用,平衡间隙理论可以应用在电解液加工中，计算加工中端面、斜面、侧面的电极间隙；设计电极尺寸和修正量；分析加工精度；选择加工参数，如电源电压、进给速度、电解液的浓度和温度等等。,()加工间隙的基本要求,第一，间隙要均匀，使得各处电解液的流速、电场尽可能地相近，特别是在精加工阶段，更应该如此。 第二
8、，间隙大小要适中。 第三，间隙要稳定，对于同一批零件，间隙变化要小，以保证加工精度的相近性，缩小尺寸的分散范围，提高工件的重复精度。,()影响加工间隙的其他因素,影响加工间隙的因素除了阴极进给速度外，电解液的成分、温度、工件材料及其金相组织、电流密度、电流效率、电压等也将影响平衡间隙。,第二节 电 解 液,一、对电解液的基本要求 二、电解液的特性 三、电解液的种类及选用 四、电解液参数对加工过程的影响 五、电解液的流速和流向,一、对电解液的基本要求,)电导率要高，流动性要好，可以保证用较低的加工电压获得较大的加工电流，能在较低的压力下得到较高的流速，减少发热。 )电解质在溶液中的电离度和溶解度
9、要大。 )阳极的电解产物应是不溶性的化合物，这样便于处理，不会在阴极表面沉积。 )性能稳定，操作使用安全，对设备产生的腐蚀作用轻，不易燃，不爆炸，对环境污染和人体危害要小。 )价格低廉，适应性广，使用寿命长。,二、电解液的特性,.杂散腐蚀 .电流效率 .加工速度的非线性,.杂散腐蚀,杂散腐蚀是衡量电解液加工精度高低的指标。在除了电解液以外其他条件都相同的情况下，能严格地按照工具电极的形状进行加工，成形精度高的电解液，其杂散腐蚀小，反之则大。,.电流效率,图- 电流效率曲线,.加工速度的非线性,图- 速度与电流密度曲线,三、电解液的种类及选用,.电解液的分类 .添加剂及复合电解液,.电解液的分类
10、,()酸性溶液 如、等无机酸的水溶液可以用来作电解液。 ()碱性电解液 这类电解液如、等，一般不直接用作加工金属的电解液，只用于加工铜、钼、钨时作为添加剂使用。 ()中性盐电解液 中性盐电解液应用普遍，适应范围广，安全。,单一的电解液都有一定的局限性。因此，常在电解液中使用添加剂来改善电解液的性能，或将两种以上的添加剂按一定比例混合制成复合电解液。,.添加剂及复合电解液,电解液的参数有成分、浓度、温度、酸碱度、粘性等，它们对电解加工过程都有显著的影响，其中最基本的因素是浓度和温度。电解液的电导率、电流效率和粘度等都与浓度、温度密切相关，因而电解加工的生产率、加工精度和加工表面质量都与电解液的浓
11、度、温度有密切的关系。,四、电解液参数对加工过程的影响,四、电解液参数对加工过程的影响,五、电解液的流速和流向,图- 电解液的流向,第三节 电解加工参数和加工精度,一、复制精度与加工参数的关系 二、重复精度与加工参数的关系 三、加工表面质量与加工参数的关系,复制精度的高低主要由加工时所能达到的平衡间隙所决定。平衡间隙小，复制精度就高；反之则复制精度低。,一、复制精度与加工参数的关系,一、复制精度与加工参数的关系,图- 电流效率与电流密度关系 )钝化性电解液 )非钝化性电解液,二、重复精度与加工参数的关系,.电解液的电导率 .间隙电压对重复精度的影响 .进给速度对重复精度的影响 .间隙内电解液流
12、速对重复精度的影响,.电解液的电导率,电解液的电导率是电解液的一个重要参数，当其他条件不变时，由平衡间隙公式,.间隙电压对重复精度的影响,间隙电压在加工过程中的稳定与否对重复精度将产生直接的影响。加工电压和分解电压都影响间隙电压。当工件材料、电解液成分、浓度、温度、流速都保持相对稳定时，分解电压就基本不变，这时控制加工电压就能保持间隙电压的相对稳定。,.进给速度对重复精度的影响,工件的重复精度还受工具电极进给速度的影响。在加工过程中，进给速度要稳定，不因其他因素而改变；低速时不应产生爬行。具体来说，机床的进给速度变化率应小于。,.间隙内电解液流速对重复精度的影响,电解液在加工间隙内的流速由电解
13、液的进口压力和出口背压决定，当流速稳定时，阳极的极化程度和间隙内的电阻分布就能够保持相对稳定，重复精度就高。,三、加工表面质量与加工参数的关系,.加工参数对表面粗糙度的影响 .加工参数对表层物理化学性能的影响,.加工参数对表面粗糙度的影响,)小间隙和高电流密度加工使得各种金相组织达到均匀溶解，因此可以获得较小的表面粗糙度值。 )在小间隙和高间隙电压条件下加工时，采用低浓度的电解液，即使电流密度不高，也可以获得较小的表面粗糙度值。 )适当的电解液流速和均匀的流场设计可获得较小的表面粗糙度值。 )电解液的温度应控制在适当的范围。 )选择与工件材料相适应的电解液。,.加工参数对表层物理化学性能的影响
14、,表面物理化学性能包括晶间腐蚀、选择性腐蚀、点蚀、显微裂纹、流纹、亮斑等现象。这类缺陷的产生首先与工件材料及其金相组织有关。,第四节 混气电解加工,一、混气电解加工原理 二、气液混合比和气液混合器,一、混气电解加工原理,图- 混气电解加工示意图 引导部 混合部 扩散部 工具 工件,一、混气电解加工原理,)改变了电解液的电阻特性，增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，提高了电解液的非线性质量，因而提高了加工精度。 )改变了电解液的流动特性，降低了电解液的密度和粘度，使流速增大，流场趋于均匀。,二、气液混合比和气液混合器,.气液混合比 .气液混合器,.气液混合比,()标准状态下的气液混合比 ()加
15、工压力下的气液混合比,()标准状态下的气液混合比,(6-19)(6-20),()加工压力下的气液混合比,(6-21),.气液混合器,气液混合器是将压缩空气与电解液均匀混合的装置。气液混合器的结构和混合效果对电解加工的复制精度、表面质量、进给速度和加工稳定性影响较大，是混气电解加工的关键装置。,第五节 电解加工设备,图- 电解加工设备组成 直流电源 电流表 电压表 床身 工具 管道 溢流阀 泵 回流管 滤网 纱网 工件 电解液池,第五节 电解加工设备,一、机床本体 二、电解加工电源 三、电解液系统,一、机床本体,.对电解加工机床的基本要求 .机床的类型及设计要点,.对电解加工机床的基本要求,()
16、机床刚性 ()进给速度的平稳性 ()防腐绝缘性 ()安全措施,()机床刚性,电解加工虽然没有直接的切削力，但电解液对机床主轴、工作台的作用力却是很大的，工件的加工面积越大，机床系统所受的力也越大。,()进给速度的平稳性,电解加工中，金属阳极溶解量与电解加工时间成正比，进给速度不稳定，阴极相对工件各个截面的电解时间就不同，这样就直接影响到加工精度。,()防腐绝缘性,所有的电解液都有腐蚀性。电解加工机床被腐蚀主要来自二个方面：一是与电解液接触的部分的直接被腐蚀；二是电解加工过程中产生雾气对机床的侵蚀。因此，机床应具有良好的耐蚀性。另外，也必须采取相应的防腐措施。如严格密封好电解液系统，防止其飞溅或
17、渗漏，以保护机床，减轻腐蚀。,()安全措施,电解加工过程要产生大量的氢气。氢气易燃易爆，如不能及时排除，就可能因火花短路等引起爆炸。必须取相应的排氢防爆措施。,.机床的类型及设计要点,.机床的类型及设计要点,.机床的类型及设计要点,605B4.tif,.机床的类型及设计要点,605B5.tif,二、电解加工电源,.直流发电机组 .硅整流电源 .晶闸管整流电源,二、电解加工电源,.直流发电机组,这种电机由交流电动机和直流发电机组成。首先用交流电动机带动直流发电机直接发出低电压大电流的直流电。输出的直流电能无级调压，一般额定电压，电流最大可达。,.硅整流电源,该电源是先用变压器将的市电变为低压交流
18、电，再利用大功率硅二极管的单向导电特性将交流电变为直流电，用饱和电抗器进行调压。这类电源运行可靠、效率高，坚固抗震。但体积较大，制造工艺复杂，抗过载能力差。,.晶闸管整流电源,这类电源是利用晶闸管实现调压与整流，结构简单，制造方便，反应灵敏，可靠性好，是国内目前生产中应用的主要电解加工电源。,三、电解液系统,.电解液泵 .电解液槽 .过滤器 .电解液管道及其他附件,.电解液泵,.电解液槽,电解液槽主要有池式和箱式两种。容量大的液槽都做成水泥池形式，特点是造价低廉，便于自然沉淀，温度和浓度的变化缓慢，因而应用普遍。小容量的液槽宜做成箱式，多数采用耐蚀性好的不锈钢或聚氯乙烯板焊成。也有用普碳钢板焊
19、成，但内壁需衬耐蚀橡胶。,.过滤器,.电解液管道及其他附件,电解液管道及阀门必须用耐腐蚀材料制造。管道可选用不锈钢管、耐压橡胶管、玻璃钢管等。电解液管道及压缩空气管路中要配置压力表和流量计，以便调节气、液的流量和压力，从而获得合适的混合比。,第六节 电解加工工艺,一、型孔加工 二、型腔加工 三、型面加工 四、去毛刺和倒圆 五、电解抛光,一、型孔加工,图- 绝缘层对正向流动场的影响,一、型孔加工,图- 喷油嘴内 弧槽的加工 电解液 工具 、绝缘层 工件,二、型腔加工,图- 作图法设计阴极,二、型腔加工,(6-22)(6-23),三、型面加工,像叶片和发动机机匣等外表成形的零件，也可以用电解加工的
20、方式加工。叶片是航空发动机、汽轮机的重要零件。以前叶片的加工是靠在铣床上用靠模进行铣削，效率非常低，特别对于一些小型转子，需在铣床上分别加工好叶片和轮体，然后再将它们装配成一体，加工制做周期长，效率低。,四、去毛刺和倒圆,图- 齿轮电解去毛刺 电解液 工具 齿轮,四、去毛刺和倒圆,图- 倒圆角示意图,)电解液的成分、浓度对抛光质量有决定性的影响。 )阳极电位和阳极电流密度。 )电解液温度和搅拌。 )金属的原始条件。,五、电解抛光,)电解液的成分、浓度对抛光质量有决定性的影响。,目前从理论上还不能确定某种金属或合金的最适宜的电解液成分和比例，对所采用电解液的成分、比例主要是通过实验来确定，如表-
21、所示。,)阳极电位和阳极电流密度。,一般来讲，采用高的电流密度可获得较高的生产率和较好的表面质量。但在有些情况下，采用低电流密度也可获得较好的表面质量。,)电解液温度和搅拌。,电解液的温度对每一种被加工的金属来讲，都有一个最佳范围。这个最佳范围目前还主要依靠实验确定。电解抛光时，特别是小间距时，电极反应产物不能及时排走，破坏了最佳抛光条件，因此必须采用搅拌的方式，以使电解液流动，从而保证抛光区域的离子扩散，及时补充新电解液，减少电解液的温差。,)金属的原始条件。,金属的原始条件包括金属的成分、金相组织和表面状态。如果金属的组织细致、均匀，金属的成分单一，非金属含量少，抛光质量就好；反之则差。,
22、第七节 电化学机械复合加工,一、电化学机械加工的分类 二、电化学机械复合加工的特点 三、常用电化学机械复合加工介绍,一、电化学机械加工的分类,目前，电化学机械加工工艺已出现多种复合形式，而且还在不断地发展壮大的过程中，所以很难将其进行明确的分类。为了更好地了解电化学机械加工，可以从不同的角度对其进行归纳。,二、电化学机械复合加工的特点,()加工范围广，生产效率高 ()加工精度和表面质量优良 ()机械磨具磨损小 ()控制条件好 ()成本低,()加工范围广，生产效率高,由于电化学机械复合加工主要是依靠电化学的作用来去除金属，机械刮除起辅助作用，所以工件的加工范围不受金属材料本身强度、硬度等力学、物
23、理性能的限制，因此只要选择合适的电解液，就可以加工任何高硬度、高韧性的材料，而且比机械加工的生产率高得多。,()加工精度和表面质量优良,电化学机械复合加工中的机械作用只是刮除氧化膜，去除金属材料所利用的能量主要不是机械能，因此在工件与工具之间也就不存在明显切削力和切削热，由此也就可以避免机械划痕、加工硬化、变质层、残余应力等缺陷，也不会出现毛刺、裂纹和烧伤现象，从而可以获得高的加工质量，如一般电解磨削的可达.。,()机械磨具磨损小,由于机械工具在刮除工件表面的氧化膜时作用力很小，所以工具的磨损很小。例如磨削硬质合金工件，普通刃磨时，碳化硅砂轮的磨损量为切除硬质合金量的，而电解磨削时，则为，消耗
24、速度仅为它们的，可大大减少磨轮的修整次数，显著降低成本。,()控制条件好,通过控制电化学反应的电参量，比较容易实现对加工过程的控制，包括自动控制。,()成本低,与达到同样加工精度的机械加工方法或其他加工方法相比，电化学机械加工的设备投资少，生产率高，成本低。,三、常用电化学机械复合加工介绍,.电解磨削 .电解研磨 .电解珩磨,.电解磨削,()电解磨削的加工原理及特点 ()影响生产率的因素 ()影响加工精度的因素 ()电解磨削的应用,()电解磨削的加工原理及特点,图- 复合法电解磨削加工 过程原理图 导电砂轮 电解液 工件,()电解磨削的加工原理及特点,图- 中极法电解磨削 普通砂轮 工件 电解
25、液喷嘴 电解液 中间电极,()影响生产率的因素,影响电解磨削生产率的因素有很多是和影响电解加工的生产率相同的，如电流密度、金属的电化学当量、加工间隙等等，此处不再重述。此外，它也有和电解加工不同的影响因素，如磨轮与工件之间的导电面积、磨削压力、磨轮与磨料等。,电解液的成分直接影响到阳极表面钝化膜的性质。要获得高精度的工件，阳极工件表面就要形成一层结构紧密、均匀、保护性能良好且有一定厚度的钝化膜。钝性电解液形成的阳极钝化膜不易受到损坏，如硼酸盐、磷酸盐等。,()影响加工精度的因素,()电解磨削的应用,图- 硬质合金轧辊,.电解研磨,()影响电解研磨加工速度及表面质量的因素 ()电解研磨的应用,.
26、电解研磨,图- 电解研磨加工 回转装置 工件 电解液 研磨材料 工具电极 主轴,()影响电解研磨加工速度及表面质量的因素,)电解液的影响。 )加工电压和电流密度的影响。 )无纺布厚度、粘结的磨粒尺寸及含磨粒量。 )工具阳极的转速及工作液送进速度。 )工具阴极与工件之间的压力。,)电解液的影响。,电解液是影响电解研磨表面质量的首要因素，加工不同材料的工件应配置不同成分的电解液。一般情况下，研磨不锈钢(如)和一般碳钢时，均选用的水溶液。,)加工电压和电流密度的影响。,加工电压的选取可参考工件的原始表面粗糙度及电解液的浓度参数等，通过工艺实验进行优化确定，电压高，则电流密度大，加工速度快，但表面质量
27、不好控制，甚至出现点蚀。,)无纺布厚度、粘结的磨粒尺寸及含磨粒量。,无纺布是电解研磨复合加工的重要工具，它既起机械研磨作用，同时其疏密厚薄又影响电解作用的强弱，故对无纺布的厚度、弹性、强度、耐水性都有一定要求，而且在加工的全过程中其性能应保持稳定。,)工具阳极的转速及工作液送进速度。,在实际电解研磨过程中，磨粒是均匀分布在工具阴极上的无纺布上的，因此当工具阴极旋转时，各点的进给速度相同但线速度不同，像无数同心圆在进给方向移动。,)工具阴极与工件之间的压力。,工具阴极与工件之间具有适当的压紧力是获得高加工效率、低表面粗糙度值的重要工艺条件。由于电解研磨使用的是富有弹性的尼龙无纺布，只有一定压力下
28、才能使其紧贴工件表面从而进行具有一定效率的研磨抛光，压力太小，一方面会由于工具阴极没有能有效地将工件凸起部位电解产物去除干净而使效率降低，另一方面由于无纺布的弹性而使工具阴极产生振动从而使表面粗糙度变差，同时还会加速无纺布的磨损而降低其使用寿命。,()电解研磨的应用,图- 喷丝板上的喷丝孔,.电解珩磨,图- 电解珩磨原理图 工件 珩磨头 磨条 电解液,第八节 阴极沉积加工,一、电镀 二、电铸 三、涂镀 四、光电成形,第八节 阴极沉积加工,一、电镀,.镀铬 .镀铜 .镀镍 .镀银,.镀铬,一般镀铬可分为镀硬铬、镀光亮铬及镀乳白铬等。镀硬铬的铬层硬度可达以上，甚至可达，所以能提高零件的耐磨性，有时
29、甚至可用镀铬层代替表面淬火处理，也可用作刀、量具及精密偶合件的修复。,.镀铜,镀铜层的化学稳定性较差，一般不单独用作防护装饰性镀层，而作为其他镀层的中间层，以提高表面镀层与基体的结合力，如在多层防护装饰镀层中作底层，在渗碳时用镀铜层保护不需要渗碳的部位等。,.镀镍,镀镍层结晶细小，容易抛光，在镀液中加入适当添加剂，可直接镀出镜面光亮的镀层，从而广泛地应用于汽车、自行车、各种机械、仪器、仪表等的装饰等保护层。,.镀银,镀银层广泛地应用于电子工业、仪器、仪表及化工等工业中，在家庭用具和餐具及各种工艺品中，也常用作装饰用镀层。,二、电铸,.电铸加工的原理 .电铸加工的特点 .电铸加工的基本设备 .电
30、铸原模 .电铸加工的工艺过程 .电铸加工应用举例留声机唱片原版与模版的制造,.电铸加工的原理,图- 电铸加工原理图 电铸槽 阳极 直流电源 电铸层 原模 搅拌器 电铸液 过滤器 泵 加热器,.电铸加工的特点,电铸加工具有鲜明的特点。其优点为电铸件是靠在原模表面沉积金属离子而成，由于电铸件与模具表面不存在间隙，所以可准确复制原模的表面细节，电铸件与原模的尺寸误差可控制在.，而且电铸件具有良好的表面状况。,.电铸加工的基本设备,()电铸槽 电铸槽的材料应以不受电铸液的腐蚀为原则。 ()直流电源 和电镀类似，一般常采用低电压、大电流的直流电源，电压一般可在可调。 ()搅拌和循环过滤系统 其作用为降低
31、浓差极化，加大电流密度，提高电铸质量。 ()加热和冷却装置 电铸加工的时间较长，为了在电铸期间对电铸液进行恒温控制，需要加热和冷却装置，如常用蒸汽和电热的方法对电解液进行加热，用吹风或自来水对电解液进行冷却。,.电铸原模,()原模设计原则 ()原模的类型及材料,()原模设计原则,)内外棱角应尽量采用大的圆弧过渡，以避免内棱角处金属沉积过薄，而外棱角处又过厚，产生沉积不均匀，以致出现树枝状沉积层。 )原模应比实际工件长，以便在电铸后把电铸件两端粗糙、过厚的电沉积物除去。 )为脱模方便，即使电铸件表面粗糙度没有要求时，原模的表面粗糙度为.，永久性原模的锥度不应小于.。 )外形复杂、不能完整脱模的金
32、属件，可选用一次性原模。,()原模的类型及材料,电铸加工时所用原模有永久性和消耗性两种。所谓永久性，是指在电铸加工后，原模可从电铸件上分离出来。这种原模的制作费用高，一般用在长期大批量的产品上。,.电铸加工的工艺过程,()原模表面处理 ()电铸过程 ()衬背和脱模,()原模表面处理,原模表面清洗干净后，凡金属材料一般在电铸前进行表面钝化处理，以形成不太牢固的钝化膜，以便电铸加工后脱模(一般用重铬酸盐溶液进行处理)；对于非金属原模材料，需对表面进行导电化处理。当零件尺寸精度要求不高时，可在原模上涂覆一层蜡或易熔合金，电铸后将涂层熔去脱模。,()电铸过程,()衬背和脱模,.电铸加工应用举例留声机唱
33、片原版与模版的制造,()声盘录制 即将声音信号记录在声盘上。 ()声盘金属化 即用电镀工艺使声盘表面镀一层.银。 ()制造一次原版 在已金属化的声盘表面电铸镍，厚度为.，阴极电流密度为，然后将声盘与一次原版分离，并在稀铬酸中溶去沉积的银层，完成一次原版的制造。 ()制造二次原版 先在一次原版表面进行化学处理，以获取钝化层(分离层)。 ()制造三五次原版 继续用电铸的方法从二次原版制取三次原版，依次制取四次、五次原版。,三、涂镀,.原理及特点 .涂镀的基本设备 .涂镀的工艺过程 .涂镀加工应用实例,图- 涂镀加工原理 工件 镀液 电源 镀笔 棉套 容器,.原理及特点,.原理及特点,()设备特点
34、涂镀无需镀槽，设备简单，体积小，重量轻，便于现场使用，而且一套设备可以完成多种金属的涂镀。 ()镀液特点 电涂镀的镀液大多是金属有机络合物水溶液，溶解度大且稳定性好，因此镀液中金属离子含量通常比槽镀高几倍到几十倍，故涂镀比槽镀生产率高，在使用过程中，离子浓度不必调整，使用方便。 ()工艺特点 涂镀区别于电镀的最大工艺特点便是镀笔与工件之间必须保持一定的相对运动速度，因此散热条件好，在使用大电流密度时不会产生过热现象，其镀层的形成是一个断续结晶过程，镀笔的移动限制了晶粒的长大和排列，因此镀层中存在大量的超细晶粒和高密度的位错，这会使镀层得以强化。,.涂镀的基本设备,()电源 ()镀液,()电源,
35、)应附有安培小时计或镀层厚度计，显示镀件所耗电量或镀层厚度，以保证镀层质量。 )电源应带有正负极转换装置，以满足电镀、活化、电净等不同工艺的要求。 )电源应设有过载保护和短路保护，以防止镀笔与工件偶尔短路时工件被烧伤报废。,()镀液,涂镀用的镀液，根据所镀金属和用途不同有很多种，由金属络合物水溶液及少量添加剂组成，比槽镀用的镀液有较高的离子浓度，一般可向专业厂订购。,.涂镀的工艺过程,)表面预加工，去除表面的毛刺、不平度等。 )除油、除锈。 )电净处理，进一步去除工件表面油污。 )活化处理，用以除去工件表面的氧化膜或析出的碳元素微粒黑膜。 )镀底层。 )镀尺寸镀层和夹心镀层。 )镀工作层。 )
36、镀后清洗。,.涂镀加工应用实例,)去污蔗遮蔽。用丙酮擦拭，去油泥及灰尘，然后粘贴绝缘胶带，以区分刷镀表面与非刷镀表面。 )电净。极性正接，电压。 )清洗。用水冲洗残留电净液。 )活化。极性反接，电压。由于工件材料是纯铜板，用号活化液活化，以防过腐蚀。 )清洗。用沸水冲洗掉残留活化液。 )镀银。极性正接，电压。镀笔运动速度为，刷镀时镀笔要用力压紧工件，并且一笔接一笔按顺序刷镀。 )擦净烘干。用干净脱脂棉将刷镀表面擦干，然后吹干。,四、光电成形,.光电成形的原理 .工艺过程,.光电成形的原理,光电成形是利用照相和光致抗蚀作用，首先在金属基版上按图形形成电气绝缘膜，然后在基版的暴露部分镀上图形，再剥离金属基版而制成精细成品。其尺寸精度可达.。目前基版的材料多以铜、镍、铁和不锈钢为主，而镀件则以镍较多。,.工艺过程,()掩膜制备 首先将原图按一定比例放大描绘在纸上或刻在玻璃上，然后通过照相，按所需大小缩小在照相底片上，然后将其紧密贴合在已涂覆感光胶的金属基版上，通过紫外线照射，使金属基版上的感光胶膜按图像感光。 ()电镀 把已形成光致抗蚀的基体，放入电解脱脂液或氢氧化钠溶液中，进行短时间的阳极氧化处理。,
