Machiningprinciple (nguyên lý gia công)
Chemical machining is a non-traditional method that removes material through reactions with strong corrosive substances First utilized in aircraft manufacturing technology after World War II, this technique employs various chemicals to effectively separate material from workpieces.
Gia công hóa là một phương pháp gia công không truyền thống, trong đó vật liệu được tách ra thông qua sự tiếp xúc trực tiếp với chất khắc hóa mạnh Phương pháp này lần đầu tiên được áp dụng trong công nghệ sản xuất máy bay sau Chiến Tranh Thế Giới Thứ Hai Nhiều loại hóa chất khác nhau được sử dụng để tách vật liệu từ các chi tiết gia công bằng nhiều phương pháp đa dạng.
Technology method and technology ability (Các phương pháp công nghệ và khả năng công nghệ)
Clean the workpiece (Làm sạch chi tiết gia công)
The first step is a part cleaning operation to ensure that material is evenly peeled from the work surface.
Bước đầu tiên là nguyên công làm sạch chi tiết để đảm bảo cho vật liệu được bóc đi đồng đều từ mặt gia công.
Create a layer of protection (Tạo một lớp bảo vệ)
A protective coating is applied to specific surfaces of a part to shield against corrosive acids, utilizing materials such as Neoprene, Polyvinyl Chloride, and various polymers This protective layer is designed for areas that do not require machining and can be applied through methods like cut and peel, optical resistance, and grid capacity resistance.
Một lớp phủ bảo vệ được áp dụng lên các bề mặt của chi tiết để chống lại tác động ăn mòn từ chất khắc axit Lớp bảo vệ này thường được sử dụng cho những bề mặt không cần gia công và được làm từ các vật liệu như Neoprene, Polivinil, Chloride và các loại Polymer khác Các phương pháp thực hiện lớp bảo vệ bao gồm cắt và bóc, kháng quang, và kháng dung lưới.
Peel the workpiece (bóc chi tiết gia công)
The material removal process involves immersing a workpiece in a corrosive liquid, where unprotected areas are chemically affected This common corrosive method transforms the workpiece material into a soluble salt within the liquid, effectively removing it from the surface Once the desired amount of material is removed, the part is taken out of the corrosive solution and thoroughly washed.
The choice of corrosive Chemicals depends on the material of the work piece, the desired depth and material removal rate, the surface roughness requirements.
Corrosive chemicals must also be matched to the type of protectant to ensure that the coating material is not chemically affected by the crossive substance.
Việc lựa chọn chất khắc hóa cần dựa vào loại vật liệu của chi tiết gia công, độ sâu mong muốn và tốc độ bóc vật liệu, cũng như yêu cầu về độ nhám bề mặt Đồng thời, các chất khắc hóa phải tương thích với loại chất bảo vệ để tránh ảnh hưởng hóa học đến vật liệu của lớp bảo vệ.
Remove theprotective layer (Loại lớp bảo vệ)
The protective layer is separated from the part surface.
Lớp bảo vệ được tách ra khỏi bề mặt chi tiết.
❖ The two steps in chemical machining have a signiíicant iníluence on the material method, the machining parameters being the the protective layer
Hai bước quan trọng trong gia công hóa là tạo lớp bảo vệ và khắc hóa, ảnh hưởng lớn đến phương pháp, vật liệu và các thông số gia công.
In chemical machining, the material removal rate is typically measured as the penetration rate in mm/min, indicating how quickly the chemical action affects the workpiece material This process involves directing abrasives directly onto the surface, and notably, the infiltration rate remains unaffected by the surface area Table 1.1 presents typical penetration rates for specific workpieces and corrosive liquids.
Tốc độ bóc vật liệu trong gia công hóa được đo bằng tốc độ thấm mm/phút, phản ánh tốc độ tác động hóa học lên bề mặt chi tiết gia công khi chất khắc được hướng trực tiếp vào đó Đáng chú ý, tốc độ thấm không phụ thuộc vào diện tích bề mặt của vật liệu Các giá trị tốc độ thấm điển hình cho các loại vật liệu và chất khắc cụ thể được liệt kê trong bảng 1.1.
Magnesium and alloys Silicon Medium steel
NaOH FeCỈ, ỈCSO ỈỈ\ : O,.ỈỈF.ỈLO ỈỈCỈ.ỈỈNO ỈỈF tf.W,.ỈỈF
Table 1.1: corrosive substances corresponding to the work material in machining.
Vật liệu gia cảng Chít khắc ã Kít
Tô'c độ thấm ttim/phú t
Hựp kĩ ra nhôm NaOH 0,025 1,75 Đồng và hỢp kim đồng
Magncsìum và cấc HaSO* 0,038 1,0 hựp kĩ ra
HỢp kim Tĩlan HNQj.HF 0,025 1,0
Bảng 1.1: các chất khắc hóa tương ứng với vật liệu gia công trong gia công hóa
The machining depth of cut for aircraft metal part plates can reach up to 12.5mm, but many applications require a depth of only a few thousandths of a millimeter or less It is crucial to consider the seepage effect and potential corrosion beneath the protective layer, known as undercut, when designing this layer to ensure the final cut achieves a precise size The corrosion coefficient, a constant ratio for the material, plays a vital role in these calculations.
Chiều sâu cắt trong gia công hóa có thể đạt tới 12.5mm cho các chi tiết kim loại của máy bay, nhưng trong nhiều ứng dụng, yêu cầu chiều sâu chỉ vài phần nghìn mm hoặc hơn Quá trình khắc hóa có thể xảy ra bên dưới bề mặt lớp bảo vệ, tạo ra hiện tượng cắt lẹm cần được xem xét khi thiết kế lớp bảo vệ để đảm bảo kích thước cắt phát sinh được xác định chính xác Hằng số tỉ lệ cho vật liệu này được gọi là hệ số khắc.
Fe=U/d Fe: Corrosive coefficient (hệ số khắc) U: Lower cut length (mm) (độ dài cắt dưới) d: cutting depth (mm) (chiều sâu cắt) phenomenon in machining
Hình 1.1: Hiện tượng cắt lẹm trong gia công hóa
Workpiece chi tiêt gia CÔM
Edge of the protective layer
Cạnh của lớp bảo vệ 1.1: cropping
METHODS OF CHEMICAL PROCESSING (CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA HỌC)
Chemical Milling (Phay hóa)
Chemical milling (CHM) involves the precise chemical dissolution of workpiece material through interaction with a strong reagent To safeguard areas where metal removal is not desired, special coatings known as maskants are applied This technique is particularly effective for creating pockets and contours, as well as for removing materials from components that require a high strength-to-weight ratio The CHM process encompasses several critical steps to achieve the desired outcomes.
Phay hóa là quá trình hòa tan hóa học có kiểm soát của vật liệu phôi khi tiếp xúc với chất hóa học phản ứng mạnh, trong đó các lớp phủ đặc biệt bảo vệ những khu vực không bị loại bỏ Quy trình này được áp dụng để tạo ra các rãnh, đường và loại bỏ những phần cần gia công trên phôi từ các vật liệu bền vững Phay hóa (CHM) bao gồm nhiều bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả trong gia công.
1 Preparing and precleaning the workpiece surface This provides good adhesion of the masking material and assures the absence of contaminants that might interfere with the machining process.
Chuẩn bị và làm sạch bề mặt phôi là bước quan trọng để đảm bảo độ bám dính cho lớp vật liệu bảo vệ Việc này giúp loại bỏ tạp chất, ngăn chặn những trở ngại có thể xảy ra trong quá trình gia công.
2 Masking using readily strippable mask, which is chemically impregnable and adherent enough to stand chemical abrasion during etching.
Sử dụng lớp bảo vệ tách rời giúp ngăn ngừa sự thấm hóa chất ăn mòn, đồng thời đảm bảo độ dính cần thiết để chịu được mài mòn hóa học trong quá trình khắc.
3 Scribing of the mask, which is guided by templates to expose the areas that receive CHM The type of mask selected depends on the size of the workpiece, the number of parts to be made, and the desired resolution of details.Silk-screen masks are preferred for shallow cuts requiring close dimensional tolerances. Đánh dấu lên lớp bảo vệ để biểu diễn những phần cần được gia công phay hóa (CHM) Loại lớp bảo được chọn phụ thuộc vào kích thước của phôi, số lượng các bộ phận được chế tạo và độ ăn mòn mong muốn của các chi tiết Lớp bảo vệ được chọn ưu tiên cho các vết cắt yêu cầu dung sai kích thước gần nhau.
4 The workpiece is then etched and rinsed, and the mask is removed before the part is íinished.
Phôi được khắc và rửa sạch và lớp bảo vệ được loại bỏ trước khi hoàn thành gia công.
In CHM (Chemical Machining), the etch depth is determined by the immersion time, necessitating the use of fresh chemicals to ensure uniform machining Due to the highly corrosive nature of these chemicals, it is essential to implement proper safety precautions during handling.
Effective environmental protection requires proper control of both vapors and effluents While agitation of the workpiece and fluid is common, it's important to avoid excessive solution flow, as this can lead to issues such as channeling, grooves, or ridges.
Trong quá trình phay hóa, độ sâu khắc được xác định bởi thời gian ngâm của chi tiết gia công Để đảm bảo sự đồng đều trong gia công, cần sử dụng hóa chất bề mặt mới Các hóa chất này có tính ăn mòn cao, vì vậy cần thực hiện các biện pháp an toàn cần thiết Việc kiểm soát hơi và nước thải là rất quan trọng để bảo vệ môi trường Mặc dù sự khuấy động của phôi và chất lỏng là bình thường, nhưng dòng dung dịch quá mức có thể gây ra tình trạng tạo rãnh hoặc gờ.
Hình 2.1: lắp đặt cho quá trình phay hóa
• Workpiece: chi tiết gia công.
• Mask: Mặt nạ (lớp bảo vệ).
• Hanger: Móc treo (giữ chi tiết tiết gia công)
• Chemical reagent: Dung dịch hóa học
When using the mask, the machining action occurs both inwardly from the mask opening and laterally beneath the mask, resulting in the etch factor illustrated in Fig 3.2 This etch factor represents the ratio of the undercut (d) to the depth of etch (T).
Dù đã có lớp mặt nạ bảo vệ, sự ăn mòn trong quá trình gia công vẫn có thể xảy ra ở các mặt bên của chi tiết gia công, dẫn đến hệ số ăn mòn như thể hiện trong Hình 2.2 Hệ số ăn mòn được xác định là tỷ lệ giữa độ cắt xén d và độ sâu khắc T.
Figure 2.2: Etch factor after CHM Hình 2.2: Hệ số ăn mòn sau khi Phay Hóa.
CHM will not eliminate surface irregularities, dents, scratches, or waviness.
Successive steps of mask removal and immersion as shown in Fig 3.3 can achieve stepped cuts.
Quá trình gia công phay hóa (CHM) không khắc phục được các khuyết điểm bề mặt như vết lõm, vết xước hay các đường vân Các bước tiếp theo bao gồm việc loại bỏ và ngâm phần mặt nạ bảo vệ, như được minh họa trong Hình 2.3.
Scrĩbemask Đánh dấu mặt nạ bảo vệ
R0-scrib0 rnask. Đánh dấu mặt nạ bảo vệ nhắc lại
Hình 2.3: đường căt rãnh tạo bởi phay hóa
2 Tooling for CHM (Công cụ cho phay hóa)
Tooling for CHM is relatively inexpensive and simple to modify Four different types of tools are required: maskants, etchants, scribing templates, and accessories.
Công cụ cho phay hóa (CHM) là lựa chọn kinh tế và dễ dàng để thay đổi Để thực hiện phay hóa hiệu quả, cần có bốn loại công cụ chính: lớp phủ bảo vệ, vật liệu khắc, mầu vẽ và các phụ kiện cần thiết.
Maskants are essential for safeguarding areas of a workpiece where controlled deposition (CD) action is unnecessary Typically composed of synthetic or rubber-based materials, these maskants play a crucial role in the etching process Table 3.1 outlines various maskants and etchants suitable for different materials, including their respective etch rates and factors It is important for maskants to exhibit specific properties to ensure optimal performance during etching.
Khắc lần đầu và lần 2
Figure 2.3: Contour cuts by CHM
1 Be tough enough to withstand handling
2 Adhere well to the workpiece surface
4 Be inert to the chemical reagent used
5 Be able to withstand the heat generated by etching
6 Be removed easily and inexpensively after etching
Mặt nạ thường được sử dụng để bảo vệ các bộ phận của phôi trong quá trình gia công phay hóa, với vật liệu phổ biến là đế tổng hợp hoặc cao su Bảng 2.1 trình bày các loại mặt nạ khác nhau tương ứng với một số vật liệu, cùng với tỷ lệ ăn mòn và hệ số ăn mòn Để đảm bảo hiệu quả, mặt nạ cần có những đặc tính nhất định.
1 Đủ cứng rắn, bền vững để chịu được việc xử lý.
2 Kết dính tốt với bề mặt phôi.
3 Viết, đánh dấu một cách dễ dang.
4 Trơ với chất hóa học ăn mòn được sử dụng.
5 Có thể chịu được nhiệt sinh ra do ăn mòn.
6 Được loại bỏ dễ dàng sau khi khắc.
Chi tiết gia công Chất ăn mòn Mặt nạ tỷ lệ ăn mòn hệ số ăn mòn
Nhôm FeCl s PolyinerR (Lfji:ỉ-ũ.ũ!ỉii 1.5-2.0
Magnesium và FeClj Po]ymerFi 2.0 2.5-ă.O Đồng CuCI 1.2
Nikel iINO Polyuiers Very slữw
Table 2.1: Markants and Etchants for Different Workpiece Materials.
Bảng 2.1: Các loại lớp bảo vệ và các chất ăn mòn với các vật liệu khác nhau.
Etchants (see Table 3.1) are acid or alkaline Solutions maintained within a controlled range of Chemical composition and temperature Their main technical goals are to achieve the following:
Chất ăn mòn, được định nghĩa là dung dịch axit hoặc kiềm, cần được duy trì trong phạm vi thành phần hóa học và nhiệt độ được kiểm soát Các mục tiêu kỹ thuật liên quan đến chất ăn mòn phải được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
3 Control of selective and intergranular attack
4 Control of hydrogen absorption in the case of titanium alloys
6 Best price and reliability for the materials to be used in the construction of the process tank
7 Maintainance of air quality and avoidance of possible environmental problems.
8 Low cost per unit weight dissolved
9 Ability to regenerate the etchant solution and/or readily neutralize and dispose of its waste products
1 Hoàn thiện bề mặt tốt.
2 Có tính chất đồng nhất của việc loại bỏ kim loại.
3 Kiểm soát tốt việc phản ứng có chọn lọc giữa các hạt.
4 Kiểm soát sự hấp thu Hydro trong trường hợp dùng với hợp kim titan
5 Bảo đảm an toàn sử dụng.
6 Giá thành và độ tin cậy tốt cho các vật liệu được sử dụng trong việc xây dựng bể xử lý
7 Duy trì chất lượng không khí và tránh các vấn đề về môi trường có thể xảy ra trong quá trình phản ứng hóa học.
8 Chi phí thấp cho mỗi đơn vị trọng lượng hòa tan.
9 Khả năng tái tạo của chất hòa tan và/hoặc sẵn cho việc trung hòa cũng như xử lý các chất thải của nó.
> Sribing templates (Mầu vẽ/kẻ):
Photochemical Machining (Gia công quang hóa)
Photochemical milling (PCM) is a variation of chemical milling (CHM) where the chemically resistant mask is applied to the workpiece by photographic techniques The
Các bộ phận rèn Farged paris
Hình thành biên dạng Eúrmsd shHỊies
Khu vực quan trọng lined surtace
Thinning of three-dimensional parts created through processes like forging and casting can be achieved using Chemical Machining (CHM) Similar to photochemical machining, this technique involves masking areas that should not be affected by the chemical solution, ensuring precise machining of irregular shapes.
Photochemical machining, also known as photochemical blanking (PCB), enables the creation of new parts from thin materials, rather than merely modifying existing components from other manufacturing processes This technique allows for the high-precision machining of flat, thin gauge parts with thicknesses ranging from 0.013 inches, making it ideal for producing complex designs.
1.5 mm Sometimes photochemical machining is used to surfaceetch components with lettering or graphics where the etchant works its way to only a certain depth in the material As in the case of chemical milling, the depth of etch is controlled by the time a component is immersed in a particular etchant Neither photochemical machining nor chemical milling should be confused with photo forming (PF), which is the process of electroplating metals over a mandrel The photo formed components are removed from the mandrel after the proper thickness of material has been deposited.
Gia công quang hóa (PCM) là một biến thể của gia công phay hóa (CHM), trong đó lớp mặt nạ chống hóa chất được áp dụng cho phôi bằng kỹ thuật chụp ảnh Cả hai quá trình này đều sử dụng hóa chất để loại bỏ kim loại thông qua tác động của chất ăn mòn (CD), với nhiều bước tiến hành tương tự Gia công phay hóa thường được áp dụng cho các bộ phận có hình dạng bất thường được hình thành từ quy trình khác như rèn và đúc Ngược lại, gia công quang hóa cho phép tạo ra các bộ phận từ vật liệu mỏng với độ chính xác cao, có độ dày từ 0.013 đến 1.5mm Quá trình này cũng có thể được sử dụng để tạo ra bề mặt các thành phần bằng chữ hoặc đồ họa, với độ sâu khắc được xác định bởi thời gian ngâm trong chất ăn mòn Cần lưu ý rằng gia công quang hóa (PCB) và phay hóa (CHM) không nên nhầm lẫn với quá trình tạo ảnh (PF), mà là quá trình mạ điện kim loại trên một trục gá.
2 Process description (Miêu tả quá trình gia công)
The PCM process begins with creating a photo-tool, which is a photographic film or glass plate that captures the desired part shape through computer-aided design (CAD) artwork The sheet metal undergoes chemical cleaning and is coated with a light-sensitive photoresist film, which acts as a protective stencil during the etching process In some instances, the photoresist is applied as a liquid through dip coating and then dried Typically, photo-tools are utilized in pairs—one placed on the top and the other on the bottom—sandwiching the material to be machined in between This method allows for etching from both sides, reducing undercutting of the photoresist and resulting in straighter sidewalls.
Quy trình gia công quang hóa (PCM) bắt đầu bằng việc sản xuất hình dạng thiết kế trên phim ảnh hoặc tấm kính, được gọi là công cụ chụp ảnh Tác phẩm nghệ thuật được thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính, đảm bảo độ chính xác và chất lượng cao trong quá trình sản xuất.
CAD tạo ra hình dạng bộ phận cần thiết và hình ảnh chính cho công cụ ảnh Tấm kim loại được làm sạch bằng hóa chất và phủ một lớp phim cảm quang nhạy sáng Chất cản quang, là chất lỏng, được thêm lên bề mặt bộ phận, và phần chi tiết gia công phải được nhúng, tráng và làm khô Các công cụ ảnh thường được sử dụng trong các cặp gá đặt chính xác, cho phép vật liệu được khắc từ cả hai mặt, giảm thiểu việc cắt xén chất cản quang và tạo ra các thành bên thẳng hơn.
Hình 2.8: Sơ đồ quy trình gia công quang hóa (PCM)
Metal is processed through acid etching, either by spray or dip methods, where specific areas are selectively dissolved The selection of etchants varies based on the material, considering factors like cost, quality, desired etch depth, and material removal rate The main steps of photochemical machining are illustrated in Figure 2.9, highlighting the application of chemicals in the process.
Kim loại được chụp ảnh và xử lý qua phần phun axit ăn mòn hoặc ngâm để hòa tan một cách có chọn lọc Việc chọn chất ăn mòn phù hợp phụ thuộc vào chi phí, chất lượng, độ sâu khắc và tỷ lệ loại bỏ vật liệu Sau khi thực hiện quy trình phun hoặc ngâm, các bộ phận sẽ được rửa sạch và làm khô Cuối cùng, chất phản vệ sẽ được loại bỏ khỏi các bộ phận thông qua phương pháp hóa học hoặc cơ khí.
Kim loại được làm sạch
Kim loại được phủ lớp cản quang cả hai mặt M-Hlâl caatad 'bVÍlh phũtaresisl both sidss Ánh sáng '- 5 ’ 1 Phalcgraphic nEgaiivĐS
Chống ánh sáng tiếp xúc
R&Éist Bxposed Ihrcugh nĐgalivHS (dnuỉilã sidsdỊ Ảnh âm bản qua âm bản (2 mặt) w>z/z/, r777777777777777\ _ Zĩ77?77ĩ7m
Lớp cản phát triển - ne 4'- d Được khắc 1 phần : ' uíla >' -' cí '- d
Photochemical machining (PCM) is an effective process for shaping materials such as aluminum, copper, zinc, steel, lead, nickel, titanium, molybdenum, zirconium, glass, ceramics, and certain plastics This technique is particularly advantageous for high-tempered or brittle materials, which are prone to breakage with traditional machining methods PCM is also suitable for springy materials that are challenging to punch Commonly utilized in the decorative and graphics industries for producing signs and labels, PCM requires materials to be thin, typically between 0.013 and 1.5 mm in thickness, and flat to facilitate bending and assembly into components Typical applications include etching fold lines for boxes and enclosures Products made through PCM are prevalent in various sectors, including electronics, automotive, aerospace, telecommunications, computers, and medical industries, with components such as filters, gaskets, lead frames, contacts, connectors, probes, and flat springs being commonly produced.
Nhôm, đồng, kẽm, thép, chì, niken, titan, molypden, zirconium, thủy tinh, gốm sứ và một số chất dẻo là những vật liệu phù hợp cho gia công quang hóa (PCM) Các vật liệu này hoạt động hiệu quả trên những chất liệu dẻo dai, khó đục lỗ Gia công quang hóa thường được ứng dụng trong ngành trang trí và đồ họa, đặc biệt trong việc sản xuất bảng hiệu và nhãn mác Để thực hiện PCM, vật liệu cần có độ dày mỏng.
Kích thước vật liệu dao động từ 0.013 đến 1.5mm, và yêu cầu bề mặt phẳng để dễ dàng uốn cong, tạo hình và lắp ráp với các thành phần khác Một ứng dụng điển hình của gia công quang hóa (PCM) là khắc các thành phần phẳng để chế tạo hộp và vỏ.
Sản phẩm gia công quang hóa được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ, viễn thông, máy tính và y tế Những thành phần điển hình của sản phẩm này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của các ngành nghề trên.
Bài viết đề cập đến các thành phần quan trọng bao gồm bộ lọc và màn hình, vòng đệm, khung dẫn, tiếp điểm, đầu nối, đầu dò và lò xo phẳng Hình 2.12 minh họa các mấu được gia công quang hóa khác nhau.
Figure 2.11: Typical PCM blanks Hình 2.11: Những thành phẩm thông thường của phương pháp quang hóa
In addition to the general advantages of CHM, PCM ensures the following merits:
• A relatively low cost per unit, especially at low production volumes of complex designs because the tooling used is very inexpensive compared to shearing punches and dies.
• Lead times are often small compared to that required by processes that require hard tooling.
Design modifications can necessitate straightforward adjustments in the photochemical machining process, including variations in etch duration and the selection of etchants These changes directly influence critical features, such as hole size and etch depth.
• Final parts are produced in the same manner as the prototypes.
• The process is burr-free.
• It does not change the hardness, grain structure, or ductility of metals, while metal shearing imparts stresses in the components and laser machining creates a heat-affected zone.
• Because tooling is made by photographic techniques, patterns can be reproduced easily
Ngoài những ưu điểm chung với gia công phay hóa (CHM), PCM đảm bảo những ưu điểm sau:
Electropolishing (Đánh bóng điện hóa)
Mechanical polishing involves the use of abrasive particles attached to resilient wheels made of wood, felt, leather, canvas, or fabric to create smooth surfaces for aesthetic enhancement However, this process disturbs the surface structure, resulting in a layer that lacks the properties of the underlying metal, leading to scratches, strains, metal debris, and embedded abrasives that diminish mechanical strength While additional finishing methods like lapping or buffing can reduce surface roughness, they do not completely eliminate the debris and damage caused by prior mechanical polishing These limitations can be addressed through the use of non-traditional electropolishing (EP), which is essentially the reverse of electroplating, where the workpiece acts as the anode instead of the cathode Electropolishing has been successfully utilized since 1935, when Germans first electropolished copper and zinc.
Electropolishing is a controlled diffusion process occurring at the limiting current of anodic metal dissolution, as illustrated in the relationship between current density and anode potential A matte surface forms between points A and B, while effective polishing takes place between points B and C Along segment CD, the polishing process may lead to surface pitting due to the breakdown of the anodic layer caused by gas evolution (McGeough, 1974) A typical electropolishing cell features a central anode, suspended in a liquid mixture of various acids and insoluble salts, surrounded by negatively charged cathodes.
Chi tiết gia công Nguồn điện 1 chiều
WorkpÍ0Ctì dc pơwer supply
Hình 2.14: Sơ đồ đánh bóng điện hóa.
Minimum at the peaks of the surface irregularities resulting in the highest rate of anodic dissolution process (Fig 2.15).
Mức độ tối thiểu dẫn đến các bất thường ở bề mặt diễn ra ở tốc độ cao nhất của quá trình hòa tan a nốt (Hình 2.15).
Khu vực mật độ hiện tại thấp Luw curranl densíty area ữalhoda
Khu vực mật độ hiện tại cao Hằgh curretTt ứụHấÍty aw
Chất điện giải ■■ i ICỉ ữãthũda
2 Process parameters (thông số quá trình)
EP is affected by many parameters that have a direct impact on the produced surface quality and process productivity These include the following:
5 Acid type, temperature, and agitation
For effective electropolishing (EP), it is essential to utilize an appropriate electrolyte while ensuring its temperature and chemical composition are properly maintained Additionally, supplying a ripple-free DC power at the correct voltage is crucial Refer to Table 3.2 for optimal electrolyte conditions and current densities tailored for various metals and alloys.
Quá trình đánh bóng điện hóa (EP) chịu ảnh hưởng từ nhiều tham số quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt sản phẩm và năng suất của quá trình Các yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả tối ưu trong quá trình sản xuất.
1 Vật liệu và tình trạng phôi.
2 Độ nhám bề mặt ban đầu.
5 Loại axit, nhiệt độ và sự phản ứng.
Trong quá trình đánh bóng điện (EP), việc sử dụng chất điện phân phù hợp là rất quan trọng Bạn cần duy trì nhiệt độ và thành phần hóa học của chất điện phân để đạt hiệu quả tối ưu Bên cạnh đó, việc cung cấp nguồn điện ổn định cũng là yếu tố cần thiết trong quá trình này.
Kim loại chất điện giải mật độ hiện tại
Thép không gỉ Đồng Đồng thau alpha Đồng photpho
Phosphor bronze CuprDHĨckel Nickel Aluminum Magneaium
37% !í |PO( 56% gỉycerine, 7% ILO ỉl S PO 4
II PO 4 Cr tl , NaCrụ 0j,
33% HNO, 67% Cl LO II 75% UjSO 4
The EP process finds many applications which have been reported by www.globalstainlesstech.com/ and Brown (1998):
1 Preparing surfaces for electroplating, which creates an opportunity for the best possible adherence.
3 Polishing light íixtures of electrical conduits; outlet boxes; and medical, surgical, and food Processing equipment.
4 Deburring and breaking sharp edges resulted from hand filing and honing and grinding of cutting tools.
6 Removing scale or distortions caused by annealing, nitriding, carburizing, welding, or soldering.
7 Removing skin that remains on metals after casting or forging, which allows for subsequent machining operations with less effort, time, and tool wear.
8 Removing hardened and stressed surface layers, which improve the surface life of a part.
9 Improving adhesion for coatings such as paint and plasma spraying.
10 Smoothing of the surface to increase reílectivity and thus creating a bright appearance.
11 Removing burrs, occlusions, and other metalworking marks, which makes it easier to clean the surface and avoid microbiological contaminants.
12 Micromachining of metals and alloys.
13 Polishing a large number of parts simultaneously
Các ứng dụng của gia công đánh bóng điện hóa được tìm thấy rất nhiều qua bài báo cáo trên trang www.globalstainlesstech.com/andBrown (1998):
3 Đánh bóng máng đèn luồng dây điện; hộp đầu ra; thiết bị y tế; phẫu thuật và chế biến thực phẩm.
4 Mài và giũa các dụng cụ cắt, các cạnh sắc do bị vỡ hay gãy.
5 Kiểm tra kim loại học.
6 Loại bỏ cặn hoặc các biến dạng do ủ, thấm nito, thấm cacbon, hàn.
7 Loại bỏ các lớp vỏ thừa còn lại trên kim lại sau khi đúc hoặc rèn, cho phép các hoạt động gia công tiếp theo với ít công sức và thời gian hơn.
8 Loại bỏ các lớp bề mặt cứng và dày, giúp cải thiện tuổi thọ bề mặt của một số bộ phận.
9 Cải thiện độ bám dính cho các lớp phủ như sơn, phun plasma.
10 Làm mịn bề mặt để tăng khả năng phản xạ và do đó tạo ra vẻ ngoài sáng bóng.
11 Loại bỏ các gờ, vết cắt và các dấu hiệu gia công kim loại khác, giúp dễ dàng làm sạch bề mặt và tránh các chất bẩn vi sinh.
12 Vi cơ kim loại và hợp kim.
13 Đánh bóng một số lượng lớn đồng thời các bộ phận.
4 Process limitations (Hạn chế của quy trình)
• The process cannot smear over and cover up defects such as seams and nonmetallic inclusions in the metal.
• Multiphase alloys in which one phase is relatively resistant to anodic dissolution are usually not amenable to electropolishing.
• Rough scratches are not removed even by a considerable amount of
• Electropolishing is more suitable for removing small scratches and imperfections than for smoothing out any type of surface waviness.
• Coatings, in contrast to wrought metals, will not polish to a brightness or smoothness.
• The base metal condition affects the electropolishing.
• Nonmetallic inclusions, improper annealing, overpickling, heat scale, large grain size, directional roll marks, and improper cold reduction leads to poor electropolished surfaces.
• Quy trình không thể lấp và che các khuyết tật gia công như các đường nối và các tập chất phi kim trong kim loại
• Hợp kim nhiều pha trong đó một pha tương đối chống a nốt thường không thể đáp ứng được với một số quá trình đánh bóng điện.
• Các vết xước thô ráp không được loại bỏ ngay cả khi sử dụng lượng lớn điện năng.
• Có thể gặp rắc rối với các kim loại có hàm lượng silic, chì và lưu huỳnh cao.
• Đánh bóng bằng điện phù hợp hơn để loại bỏ các vết xước nhỏ nhưng hầu như không hoàn hảo để làm mịn bất cứ bề mặt nào.
• Sơn phủ, trái ngược với kim loại rèn, sẽ không đánh bóng đến độ sáng hoặc mịn nhất định.
• Tình trạng kim loại cơ bản ảnh hưởng đến quá trình đánh bóng điện
• Bao gồm phi kim loại, ủ không đúng cạch, lựa chọn quá mức quy mô nhiệt,
