化学加工:定义，工作原理，类型，应用，优点[注& PDF]

化学加工工艺也称为蚀刻工艺。这个过程听起来很神奇，因为它的输出很简单。

在这个过程中，我们只是将工件浸入化学溶液的容器中，在短短几秒钟内，我们将在工件上获得所需的结构。这种加工工艺不是魔术，而是科学实用的。该工艺使用强酸性或强碱性化学试剂去除工件上的物质。

这是公元前400年之前的古老工艺，当时使用柠檬酸和乳酸等有机化学物质来蚀刻金属，以制造所需的盔甲形状。

这项技术在1927年被一家名为“AktiebolagetSeparators”的瑞典公司进一步发展并投入商业。

化学加工是通过将工件浸入强化学试剂中，去除材料以在工件上获得所需形状的过程。

化学加工结构或零件:

它由以下部分组成:

坦克
加热盘管
搅拌器,
工件

# 1。坦克:

这个过程有一个面打开的容器。该罐是由坚固的金属涂层材料，不反应蚀刻剂取决于应用和化学试剂的浓度。

# 2。加热盘管:

加热盘管安装在罐的最低部分，以保持罐的温度在一个恒定的水平。实际上，在任何金属去除过程中，热量的产生都是自然的。此外，线圈在必要的条件下进行冷却。

# 3。搅拌器:

在蚀刻液中放置搅拌器，其主要目的是始终如一地混合蚀刻液，以沿蚀刻液的体积保持均匀的浓度和热量。我们都知道，热的粒子总是聚集在顶部，下面是冷的粒子。

因此，为了沿着腐蚀剂均匀地传播热量，使用搅拌器。搅拌器还有助于从工件上冲洗溶解的金属，同时打破加工过程中由于氧化而形成的气泡。

# 4。工件:

在小型应用的情况下，工件通过使用吊架保持在蚀刻液中。吊架的长度固定在遮盖区域之上，以便工件的固定不干扰加工区域。

在较大工件的情况下，使用涂有橡胶和聚合物的夹具来固定工件。

化学加工工艺原理:

化学加工的工作原理是以化学腐蚀剂为基础的。腐蚀剂是对金属起反应的强化学酸的混合物。当工件浸在蚀刻液中，蚀刻液与工件发生反应，使金属从工件上均匀溶解。

为了获得所需的形状或结构，在加工前在工件上涂上一层对称为Maskant的化学试剂不反应的元素涂层。

局部加工是通过在所有我们不希望蚀刻剂反应的区域上应用合适的掩膜来实现的。因此，暴露的加工区域为必要的去除金属。

化学加工包括四个主要过程在一系列执行:

# 1。清洁:

清洗是一个准备过程，以确保工件表面没有污染物，铁锈和外来颗粒。通常用高压水射流、酒精溶液和稀释的盐酸进行。

清洁需求：

清洗不当会导致真丝粘合力差，最终尺寸不准确，金属溶解不当。
油脂等污染物会导致氧化。
清洗不当会导致面具剥落，让蚀刻剂在面具下流动，破坏几何形状。
外来粒子会导致鳞片的形成。

工件洗净后，工件在热风吹风机下干燥。清洗过程总是在先进的数控机械中进行。

# 2。屏蔽:

它是在工件表面涂塑的过程。在工件上涂上一层聚合物或橡胶。

掩模是为了防止蚀刻过程中不需要加工的区域。除要加工的区域外，整个工件都要进行掩模。

# 3。腐蚀:

这是发生所需金属去除的过程。完成掩模后，将工件浸入化学试剂槽中，加热器和搅拌器打开。

一旦工件被浸渍，蚀刻剂就开始与工件的非掩蔽区域发生反应。高浓度的酸开始与工件发生反应，改变其化学特征。

该反应会导致预定义的部件熔化并逐层从工件上分离。

在此过程中，切削深度与工件被浸渍的时间直接平行。工件在蚀刻液中停留的时间越长，被去除的金属就越多。时间越少，伤得越深。这是由公式计算出来的。

E = S / T

在那里,

E =蚀刻速率。
S =所需切割深度。
T =以秒为单位的时间。

通过实验预估了刻蚀速率。蚀刻速率与化学试剂的浓度和被加工工件的类型有关。

在设计中得到了切割深度。因此，可以很容易地计算出工件浸入蚀刻剂前的时间。

# 4。解蔽:

掩模是剥去蚀刻之前应用的真伪的过程。一旦从工件上取下工件，工件再次被送到清洗操作中，任何剩余的蚀刻剂都将被高压冷水冲走。然后，工件被烘干并准备好进行最终调度。

化学加工操作类型:

1.化学铣削(CHM):此操作用于获取工件上的口袋、轮廓或从工件上去除大块材料。

2.化学雕刻(CHE):这种操作是为了在工件上以很高的精度再现特殊设计。例如，头衔、品牌名称、序列号等。

3.化学抛光(CHP):该操作是为了对工件进行精加工或去毛刺。这可以通过使用较轻的稀释化学试剂来实现。

4.光化加工(PCM):光化学加工是一种制造无应力、无裂纹部件的工艺。PCM用于在工件上加工微小细节的地方。

该工艺采用化学加工(CHM)为主要技术去除材料和光阻掩膜，以达到设计目的。PCM是一种先进的加工工艺，其根源是化学加工。

化学加工应用:

以下应用包括:

复杂轮廓的减重，常规方法无法实现。
加工薄而精致的零件。
用于加工孔内轮廓。
用于汽车和航空工业。
制作精细的筛网。
难以握住工件的金属移除。

化学加工优点:

优点包括:

这种加工过程均匀地去除金属。
良好的表面光洁度和紧密的公差。
复杂的轮廓可以很容易地加工。
沿着所有轴同时去除材料。
需要技术不熟练的操作员。
工件无机械应力产生。
初始成本低。
加工成本低。

化学加工缺点:

缺点包括:

操作人员安全性差，轻微的腐蚀剂洒在皮肤上就会对操作人员造成伤害。
加工几天后腐蚀的可能性。
合金的加工可能导致表面光洁度差。
这个过程并不环保。
副产品的处理会对周围环境造成危害。
材料去除率(MRR)与其他加工工艺相比较低。
气泡形成的机会，这可能导致不正确的加工。

重要参数:

质量:Maskantcan被定义为用于涂覆工件以防止工件部分蚀刻的材料。

选择正号类型应考虑的因素:

它对所用的化学试剂应该是惰性的。
难以承受的处理。
在加工过程中不应改变其特性。
也耐高温。
它应该允许自己切割和划线。
它应该很好地粘附在工件上。
可用性和低成本。

工件材料	保护层材料
铝及其合金	丁基橡胶，聚合物和氯丁橡胶
铜及其合金	聚合物
铁基合金	丁基橡胶和聚合物
镍	氯丁橡胶
镁	聚合物
钛	聚合物

表:适用于加工普通金属的Maskant材料。

化学加工Maskant技术:

在工件上应用真伪有三种主要技术。

1.切和剥:

在这种伪棉工艺中，要加工的工件首先浸入液态伪棉罐中，类似于涂层。

一旦整个工件被涂覆，工件被取出并放置干燥几分钟。然后，使用刻字机切割应用到工件上的真丝层。

这些切口是根据要加工的设计精确制作的。一旦切割操作完成，真言从要蚀刻的区域移除。因此，切割和剥离掩蔽技术工作。

这种假体技术包括使用相对较厚的材料，如氯丁橡胶、丁基和乙烯基材料。该技术专门用于化学铣削作业(CHM)。

随着时间的推移，这种技术已经简化了导弹、飞机及其结构部件的生产。由于maskant的惰性性质和在这一过程中所涉及的厚度约0.5英寸或更多，这种技术提供了极高的耐化学性。该技术的主要缺点在于，该技术的质量公差相对较低。

用于切割和剥离掩蔽技术的材料有乙烯基、氯丁橡胶、丁基基材、蜂蜡、酒红色沥青，通过流动或浸渍或喷涂应用。这些假牙的厚度从0.03毫米到0.13毫米不等。

2.屏幕打印:

这种技术利用了传统的丝网印刷技术。在这种掩模应用中，精细丝网或不锈钢丝网被部署在工件上。

类似于镭在宽片上的印刷，在这里，在这种技术中，整个设计印刷在丝网和SS网格上。然后将网格压在工件表面上。这就完成了要加工区域的标记。

然后，在整个工件上滚上一层真丝。面具附着在工件上是通过干燥和烘烤来实现的，一旦面具附着在工件上，安装的网格就会从工件上移除，这将导致面具从被加工的区域移除。

丝网印刷是一种快速、经济的大规模生产掩蔽技术。这种技术还提供了更高程度的准确性。

掩膜厚度始终小于0.05 mm。这种伪形技术最适合于小于1.2m × 1.2m、表面平整、轮廓适中的零件。

3.Photo-resist:

光阻遮盖技术仅在光化学加工过程中使用。这种技术在这个自主时代是如此的通用。

光刻胶掩蔽技术的使用将化学加工过程转换为不同的非传统加工过程，即光化学加工(PCM)过程。

在这种技术中，最终产品设计的图片被印在感光材料的薄膜上。这种薄膜具有吸引和反射紫外线的特性。

将印刷好的薄膜仔细而准确地放置在待加工的钣金(工件)上，然后将工件通过UV机。

在工件的IN和OUT之间，由于薄膜允许和反射UV光通过的特性，只有薄膜上的预印区域或标记允许UV光通过薄膜到达工件。

工件暴露在紫外线下使预先设计用于化学加工的特定部件变得光滑。其余的过程在光化学加工过程中进行。

这种技术使用的材料的厚度几乎在1.27毫米到1.5毫米之间。该技术广泛应用于PCB、半导体、电子芯片、计算机金属元件、手表小齿轮等的制造。

蚀刻剂:

蚀刻剂可以定义为稀释或浓缩的化学酸的混合物，可以与金属反应并溶解金属。

工件材料	腐蚀剂	操作温度(^oC)	腐蚀速率(mm/min × 10^3.）
铝及其合金	Na(哦)	49	20 - 30
FeCl_3.	49	这边是	这边是
黄铜或青铜	NH₄高频₂	27	10－15
FeCl_3.	49	25	25
引领	FeCl_3.	54
镁合金	HNO_3.	32-49	25 - 50
镍	FeCl_3.	49	13-38
钛	HNO_3.高频	环境	这边是

表:适用于加工普通金属的腐蚀剂。

你的内部资源:

参考资料[外部连结]:

结论:

最后对化学加工工艺进行了详细的研究。我希望你已经详细了解了这个话题。如果是，不要忘记与你的朋友和家人分享。

我还解释了机械加工过程的不同主题。如果你想阅读，你可以通过上面附上的URL，或者你可以搜索。