Химическое фрезерование алюминия. Химическое фрезерование, штамповка, полирование. Подготовка бетонного основания под нанесение покрытия

Сущность изобретения: способ вклгоча: ет нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и вырезку контура зоны химического фрезерования, сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования и травления металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 23 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

¹ 990871, кл, С 23 F 1/02, 1979.

Изобретение относится к химической обработке материалов и может быть применено в машиностроении для химического фреэерования, Известен способ и устройство для автоматического химфрезерования поверхности сложной кривизны, по которому нанесенный на поверхность детали защитный материал срезается лазером с эон, подлежащих химфрезерованию.

Однако срезание лазером защитного материала со всей поверхности подлежащей химической обработке, как предусмотрено в этом способе, малопроизводительно, т,к. энергия лазерного луча в момент удаления покрытия концентрируется на малой площади.

Наиболее близким к предложенному является способ получения деталей с участками переменной толщины путем химического травления, включающий предварительное нанесение защитного покрытия на участки поверхности, не подлежащие травлению и последующее его удаление отслаиванием.

«,5U 1791467 А1 (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Сущность изобретения: способ включает нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и вырезку контура зоны химического фреэерования, сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования и травления металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием. 2 ил., 1 табл.

Удаление защитного покрытия в этом случае производится двумя способами: с равнотолщинных эон покрытие удаляется до процесса травления, а в процессе травления отслаивается защитное покрытие только с участка переменной толщины (клина), при- 4 чем производится эта операция с помощью О специального устройства, включающего электродвигатель, подвижную платформу, ф раму, вал для намотки защитного покрытия. О

К недостаткам известного способа можно отнести высокие трудо- и энергозатраты, связанные с необходимостью применения комбинированных методов снятия покры- Ф тия, использование специального устройства и связанные с этим монтажные работы, а также ограниченность применения только для деталей клиновидной формы.

Цель изобретения — повышение производительности и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе химического фрезерования деталей, включающем нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и

1791467 вырезку контура зоны химического фрезерования, травление металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фреэерования отслаиванием, перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования.

Отличительными признаками изобретения является то, что перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования, Положительный эффект от использования прецполагаемого изобретения возникает вследствие повышения производительности процесса химфрезерования за счет исключения трудозатрат, связанных с удалением защитного материала с зон, подлежащих химическому фрезерованию, которое по предлагаемому способу осуществляется одновременно с растворением металла без дополнительного воздействия.

Химическое ф резерован ие деталей осуществляется в специализированной линии химического фрезерования.

На фиг.1 показан пример технологической планировки линии, на которой осуществляется способ; на фиг.2 — пример крепления детали для транпортировки по операциям техпроцесса химфрезерования, Линия химического фрезерования содержит ванны 1-4 для технологических растворов (число ванн определяется технологическим процессом и требуемой производительностью и может быть более указанного на рис.2), автооператор 5, перемещающийся вдоль линии по направляющим 6, 7, стенд контроля, имеющий две стойки 8 и 9, манипулятор 10 со сменным рабочим органом 11. Для крепления детали

12 используется рамка 13, имеющая механизм разворота 14, с зажимами 15, 16, 17.

Для транспортировки детали 12, закрепленной в рамке 13, вдоль линии автооператором 5 имеется траверса 18, связанная с рамкой 13 гибкими подвесками

19. Для монтажа детали 12 в рамку 13 служит монтажный стол 20. Для нанесения покрытия на деталь 12 имеется специальная камера 21. Для управления линией применен компьютер(управляющий вычислительный комплекс) 22, на который поступает информация с приборов контроля толщины деталей, контроля состояния защитного покрытия, контроля параметров технологических растворов и т,д.

Пример, Проводилось химическое фрезерование детали, изготовленной иэ алюминиевого сплава АМг-6, с исходной толщиной листа 8 мм, Состав сплава, мас.,4: медь 0,1, марга. нец 0,5-0,8; железо 0,4; кремний 0,4; титан

5 0,02-0,1; магний 5,8-6,8; бериллий 0,02-0,05; остальное алюминий.

Деталь имеет три зоны химфрезерования глубиной 2,1 мм, 3,4 мм, 5,9 мм.

На деталь 12 в камере 21 наносилось

10 пульверизатором защитное покрытие— эмаль КЧ 7101 с вязкостью 45 с по В3-4.

Покрытие наносилось в три слоя с сушкой каждого слоя 40 мин при 50 С и окончательной сушкой 6 ч при 80 С, Толщина пленки

15 180-200 мкм.

Монтаж покрытой детали 12 в рамку 13 проводился на монтажном стенде 20 в горизонтальном положении. Далее осуществлялась разметка зоны химфрезерования

20 с максимальной глубиной удаления металла и прорезка контура рисунка на защитном покрытии электровыжигательным карандашом "Силуэт". На поверхность зоны наносился рисунок в виде сетки с прореэа25 нием покрытия до металла. Расчет размеров

В ячеек сетки проводился с учетом фактора травления (отношение величины бокового подтравления а к глубине травления h), определенного на образцах, причем глубина

30 травления h принималась равной глубине растворения металла с наименьшей по глу- . бине зоны (2,1 мм). — — — — = 3,11 а 6,53

Размер ячейки определялся;

B=2xf=3,1 1 х2=6,22 мм

Размер ячейки принимался равным 6

По окончании процесса нанесения рисунка на зону, предназначенную для обработки, рамка 13 с деталью 12 перемещалась автооператором 5 по ваннам в соответствии

45 с технологическим процессом, Химическое фрезерование и отслаивание покрытия проводилось в ванне состава, г/л:

Едкий натрий 150-200

Триэтаноламин 20-30

50 Тиомочевина 6-10

Температура химфрезерования — 80 С

Аналогично проводилась разметка, нарушение сплошности покрытия и химфрезерование двух последующих зон.

55 Готовая деталь имела четкий контур химфрезерования с чистотой обработки поверхности R

Для подтверждения снижения трудозатрат проведена экспериментальная работа в условиях лабораторной базы

1791467 организации "Гермес". Сущность работы заключалась в сравнении трудозатрат хрснометрированием при хим резеровании традиционным способом (в соответствие с

ОСТ 92-4555-75) и способом, описываемым в изобретении. Работа проводилась на образцах из сплава АМг6, размерам 100х50х8 мм, В качестве защитного покрытия применялась эмаль КЧ-7101 (3 слоя). Размер "окна" фрезеруемой зоны 50х30 мм, глубиной сьема — 3 мм.

Результаты эксперимента приведены в таблице, Из приведенных данных следует, что при том >ке качестве поверхности трудозатраты в предлагаемом способе в среднем ни>ке на 10 $, т,e. и роизводител ьн ость труда возрастает. При больших габаритахдеталей и сложном контуре положительный эффект заметно возрастает.

Предложенный способ позволяет noeb сить производительность, снизить трудозат5 раты, упростить процесс химфрезерования, Формула изобретения

Способ химического фрезерования деталей, включающий нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и

10 вырезку контура зоны химического фреэерования, травление металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием, отличающийся тем, 15 что, с целью повышения производительности и упрощения процесса фреэерования, перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования, 1791467

Заказ 135 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Произаодстаанно-иадатальскиа комбинат "Патант", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 !

Редактор А. Егорова

Составитель И. Скоробогатов

Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Похожие патенты:

Изобретение относится к химическому травлению, а именно к растворам для травления толстопленочных металлосодержащих покрытий, преимущественно для фотолитографического травления серебросодержащих покрытий на подложках из алюмооксидной керамики

Изобретение относится к травильным растворам и способам клеймения изделий из стали и меди и ее сплавов, покрытых цинком, кадмием, серебром, оловом и его сплавами, и может быть использовано в радиотехнической промышленности, приборостроении, авиационной промышленности и в других областях народного хозяйства для нанесения знаков, характеризующих изделие

Изобретение относится к травильным растворам и способам клеймения изделий из алюминия, титана и легированной стали и может быть использовано в радиотехнической промышленности, приборостроении, авиационной промышленности и в других областях народного хозяйства для нанесения знаков, характеризующих изделие

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения благоприятных значений потерь в сердечниках на холоднокатаном стальном листе образуют резистную пленку для изготовления канавки путем травления, при этом в резистной пленке образуют открытую часть стального листа, содержащую первую область, ориентированную в направлении ширины листа, и множество вторых областей, начинающихся от первой области, причем ширина первой области и вторых областей составляет от 20 мкм до 100 мкм, и расстояние от концевой части одной из вторых областей до концевой части смежной с ней другой области из вторых областей составляет от 60 мкм до 570 мкм. 2 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к производству листа из текстурированной электротехнической стали. Для снижения потерь в железе материала стальной лист толщиной 0,30 мм или менее содержит пленку форстерита и покрытие, создающее напряжение на поверхности стального листа, линейные канавки, сформированные с интервалом в 2-10 мм на поверхности листа в направлении прокатки для модификации магнитного домена, при этом глубина каждой из линейных канавок составляет 10 мкм или более, толщина пленки форстерита в нижней части линейных канавок составляет 0,3 мкм или более, общее напряжение на стальном листе, создаваемым пленкой форстерита и покрытием, составляет 10,0 МПа или выше в направлении прокатки и доля потерь на вихревые токи в потерях в железе W17/50 стального листа составляет 65% или менее в переменном магнитном поле 1,7 Тл и 50 Гц, создаваемом в стальном листе в направлении прокатки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр., 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии. В настоящем изобретении разработан лист электротехнической текстурированной стали, который может поддерживать низкое значение потерь в сердечнике, собранном в виде фактического трансформатора, и имеет отличные характеристики потерь в сердечнике действующего трансформатора, в котором толщину (мкм) пленки a1 изолирующего покрытия на дне линейных канавок, толщину (мкм) пленки a2 изолирующего покрытия на поверхности стального листа в частях, отличающихся от линейных канавок, и глубину (мкм) a3 линейных канавок регулируют таким образом, чтобы они удовлетворяли соотношениям: 0,3   м к м ≤ a 2 ≤ 3,5   м к м                                 и a 2 + a 3 − a 1 ≤ 15   м к м.                                             2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил., 1 пр.

Фрезерование бетона - это фактически удаление слоя бетона на заданную глубину.

Область применения:

Фрезерование бетона является достаточно агрессивным воздействием и используется в следующих случаях:

1. выравнивание бетонной поверхности;
2.удаление верхнего слоя монолитной плиты, фундамента или пола, расположенного выше требуемого уровня;
3. удаление старого полимерного покрытия, либо уложенного с нарушением технологических требований;
4. снятие с бетона линолеума или плитки, уложенных на клей;
5. очистка загрязненной поверхности от пятен и различного вида клея;
6. на пешеходных участках устройство противоскользящих зон. Обработка дорожного покрытия с целью улучшения сцепления поверхности с шинами транспортных средств на пандусах и съездах;
7. как подготовительная процедура перед нанесением на бетон различных материалов, повышающих межслойную адгезию.

Фрезеровка бетонного пола позволяет получить более ровную поверхность с увеличенными адгезионными свойствами. Кроме того, использование данной технологии может исключить в устройстве бетонных полов этап создания дополнительной стяжки.

Виды фрезерования:

1. механическое, при помощи специального оборудования, оснащенного режущим инструментами с алмазным напылением. Обработка осуществляется фрезерным элементом «барабан». Принцип работы фрезерной установки состоит во вращении барабана. Под воздействием крутящего момента происходит выбрасывание фрезы, вследствие чего она ударяется о рабочую поверхность. Чем выше сила удара, тем больший слой снимается с поверхности.

Достоинством механических способов очистки является применение их там, где невозможно использование пыльных и мокрых и дорогостоящих процессов пескоструйной и гидропескоструйной обработки.
Эффективна насечка поверхности, увеличивающая площадь передачи напряжений. Однако, применение для снятия пленки и последующей насечки инструментов ударного действия (перфораторов, отбойных молотков) должно быть исключено, ввиду возможного повреждения верхнего слоя бетона стыкуемой поверхности.

К недостаткам механических способов подготовки поверхности бетона можно отнести следующие:
-возможность очистки только после набора бетоном прочности 1,5 МПа приводит к длительным технологическим перерывам;
-удаляется только верхний слой цементной пленки и не открываются поры бетона;
-возможно возникновение микротрещин;
-пылеобразование требует очистки промышленным пылесосом;
-высокая стоимость оборудования и трудоемкость;
-сложность организации контроля качества работ.

2. способ химического фрезерования основан на последовательной обработке кистью, валиком или распылителем поверхности бетона составами на водной основе, изготовленных из сложных полифункциональных кислот и снований (без использования полимеров). При этом составы не содержат соляной, уксусной, лимонной, ортофосфорной кислот и веществ разрушающих бетон.

Химическое фрезерование полностью исключает использование ручной механической очистки, в том числе в местах, не доступных для механического способа фрезерования. Данный способ эффективно растворяет цементную пленку, открывает поры и повышает в 1,5-3 раза прочность сцепления слоев монолитного бетона, цементных, гипсовых и магнезиальных стяжек, гидроизоляционных цементных материалов проникающего действия, цементных, эпоксидных, полиуретановых и акрилатных наливных полов, а также шовных герметиков, штукатурок, плиточных клеев, внутренней и фасадной облицовки из натурального и искусственного камня.

Составы для химического фрезерования не имеют запаха, не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду.

Состав «Лепта Химфрез» на основе неорганических кислот, используется для химического фрезерования, очистки от высолов (белых пятен на фасаде), остатков цементного раствора, цементного молочка и атмосферных загрязнений для бетонных и кирпичных поверхностей перед нанесением проникающей гидроизоляции, штукатурки, краски.

Преимущества:
1. Увеличивает глубину проникновения химически активных частиц гидроизоляционных материалов.
2. Очищает поверхность от высолов.
3. Удаляет цементную пленку не вызывая повреждений бетона.
4. Увеличивает сцепление старого бетона с новым.
5. Исключает необходимость механической очистки бетона.
6. Не меняет цвет и внешний вид поверхности.
7. Без запаха.
8. Безопасен для людей.

Состав для очистки поверхности из бетона, кирпича и гипса методом химического фрезерования, удаление цементной пленки, активация адгезии, подготовка поверхности под гидроизоляцию, очистка фасадов от высолов и цементного налета минеральных оснований: бетона, кирпича, керамики, природного и искусственного камня, гипса, шифера, а также для борьбы с грибковыми и плесневыми образованиями. Состав также используется для очистки металла, керамической, чугунной, эмалированной и акриловой сантехники от налета ржавчины.

Применение и свойства

Адгезия - Материал предназначен для очистки цементной пленки, устранения "холодного шва", создания монолита и повышения в 1,5-3 раза адгезии слоев монолитного бетона, цементных, гипсовых и магнезиальных стяжек пола.

Подготовка основания - под нанесение гидроизоляционных материалов проникающего (пенетрирующего) действия, цементных, эпоксидных, полиуретановых и акрилатных наливных полов и шовных герметиков. Исключает необходимость использования грунтовок.

Удаление плесневых и грибковых образований с бетонных, гипсовых и кирпичных поверхностей. Работает в комплексе с биоцидными и антисептическими материалами "АрмМикс".

Устранение высолов с бетона и кирпича - очищает поверхность кирпича и бетона от солей, работает в комплексе с гидрофобизатором .

Удаление налета ржавчины с металла, с акриловой, эмалированной, чугунной и керамической сантехники

При проведении бетонных работ, часто возникают ситуации, когда нет возможности провести работы по заливке всего объекта сразу, без перерывов. В результате этого, при последующей заливке, в месте контакта старого и нового слоев бетонирования возникает холодный шов. Холодный шов, как правило, ведет к потере прочности соединения и нарушения водонепроницаемости (что проявляется в появлении протечек).

Другая проблема, с которой часто сталкиваются наши клиенты - это проведение отделочных работ по бетонной поверхности. Через 8 часов после схватывания бетона, на его поверхности образуется цементная пленка, которая препятствует адгезии, то есть уменьшает сцепление бетона и отделочного материала. Если ее не удалить, то соединение будет непрочным и велика вероятность отслоения и разрушения штукатурки или пола (стяжки). Для удаления цементной пленки, как правило, используют механические способы удаления (механическое фрезерование бетона) или применяют кислоты (обычно соляную). Оба этих способа имеют свои недостатки: первый связан с применением дорогостоящей техники (песко- или дробеструйных машин) и ослаблению конструкции, второй - с вредным воздействием кислот и растворителей на конструкцию и рабочих.

Мы предлагаем решение проблемы холодного шва и удаления цементной пленки путем химического фрезерования поверхности при помощи состава "АрмМикс Очиститель". Это готовый к применению состав на водной основе, изготовлен из сложных полифункциональных кислот. Не имеет запаха, не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду. Разрешен к применению и эксплуатации Минздравом РФ для внутренних и наружных работ при строительстве и ремонте жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Не содержит соляной, уксусной, лимонной, ортофосфорной кислот и растворителей разрушающих бетон.

Достоинства и качества

Растворение цементной пленки без разрушения цементного камня. Открытие пор и адгезионная активация строительных оснований. Удаление высолов с фасадов (кирпичные, бетонные, каменные основания) зданий. Удаление ржавого налета с поверхностей.

Состав - кислотный очиститель розового цвета с рН=1-2 растворяет цементную пленку, открывает поры и увеличивает глубину проникновения покрытий в бетон, увеличивает прочность сцепления с основанием.

1. Исключение ручной механической очистки и машинного фрезерования, песко-, дробе-, гидро- и гидропескоструйной обработки, применения для насечки поверхности бетона алмазного инструмента и перфораторов.
2. Устранение необходимости применения штукатурной сетки.
3. Снижение трудоемкости и стоимости работ.

Способ применения

1. Работы производить при температуре окружающего воздуха от +5°С до +30°С.
2. Поверхность основания механическим способом очистить от осыпающихся частиц, загрязнений и обеспылить.
3. Кистью, валиком или распылителем в один или несколько проходов нанести на основание состав "АрмМикс Очиститель" до растворения цементной пленки и высолов и открытия пор и микротрещин.
   В процессе очистки происходит химическая реакция с выделением углекислого газа.
4. Смыть остатки реакции водой.

Сушка на воздухе

1. перед нанесением минеральных стяжек, штукатурок, плиточных клеев, герметиков и наливных полов - 1 ч;
2. перед нанесением полимерных наливных полов и герметиков - до необходимой остаточной влажности бетона.

Дополнительная информация о товаре

Требования безопасности:

Состав пожаробезопасен. Работы производить, соблюдая требования безопасности при работе с кислотами с рН=1-2. Работать в спецодежде, защитных очках и резиновых перчатках. При попадании состава в глаза, на кожу или слизистые оболочки промыть их водой. Беречь от детей.

Ориентировочный расход

0,1 - 0,3 л/м 2 .

Упаковка

п/э канистры 1л, 5л и 10л

Транспортирование и хранение

Упакованный состав транспортируется автомобильным, железнодорожным и другими видами транспорта в соответствии с правилами перевозок и крепления грузов действующими на данном виде транспорта. Упакованный состав хранится в сухих помещениях при температуре не ниже +5°С в условиях, обеспечивающих сохранность упаковки и защиту от увлажнения.

Гарантии изготовителя

Гарантийный срок хранения состава - 1 год со дня изготовления. Допускается наличие осадка. Не замораживать. Оттенки цвета состава не регламентируются.

Стоимость

Химическими называются методы обработки материалов, в которых снятие слоя материала происходит за счет химических реакций в зоне обработки. Достоинства химических методов обработки: а) высокая производительность, обеспечиваемая относительно высокими скоростями протекания реакций, прежде всего отсутствием зависимости производительности от величины площади обрабатываемой поверхности и ее формы; б) возможность обработки особо твердых или вязких материалов; в) крайне малое механическое и тепловое воздействие в процессе обработки, что делает возможным обработку деталей малой жесткости с достаточно высокой точностью и качеством поверхности.

Размерное глубокое травление (химическое фрезерование) является наиболее распространенным методом химической обработки. Этим методом целесообразно пользоваться для обработки поверхностей сложных в плане форм на тонкостенных деталях, получения трубчатых деталей или листов с плавным изменением толщины по длине, а также при обработке значительного числа мелких деталей или круглых заготовок с большим; количеством обрабатываемых мест (перфорация цилиндрических поверхностей труб). Путем местного удаления этим методом из лишнего материала в ненагруженных или малонагруженных можно снизить общий вес самолетов и ракет, не снижая их прочности и жесткости. В США использование химического фрезерования позволило снизить вес крыла сверхзвукового бомбардировщика на 270 кг. Этот метод позволяет создавать новые элементы конструкций, например листы 1 переменной толщины. Химическое фрезерование находит применение также при изготовлении печатных схем радиоэлектронной аппаратуры. В этом случае у панели из изоляционного материала, покрытой с одной или двух сторон медной фольгой, травлением удаляют заданные схемой участки.

Технологический процесс химического фрезерования складывается из следующих операций.

1. Подготовка деталей к химическому фрезерованию для обеспечения последующего плотного и надежного сцепления защитного покрытия с, поверхностью детали. Для алюминиевых сплавов эту подготовку осуществляют: обезжириванием в бензине Б70; легким травлением в ванне с едким натром 45-55 г/л и фтористым натром 45-55 г/л при температуре 60-70° С в течение 10-15 мин для снятия плакированного слоя; промывкой в теплой и холодной водах и осветлением в азотной кислоте с последующей промывкой и сушкой. Для нержавеющих и титановых сплавов подготовку деталей производят путем протравливания для снятия окалины в ванне с плавиковой (50-60 г/л) и азотной (150-160 г/л) кислотами или в ванне с электроподогревом до 450-460° С в едком натре и азотнокислом натрии (20%) с последующей промывкой и сущкой, обезжириванием и легким травлением с повторной промывкой и сушкой.

2. Нанесение защитных покрытий на места обрабатываемой детали, не подлежащие травлению. Его производят путем установки специальных накладок, химически стойких шаблонов прилипающего типа или, наиболее часто, нанесением лакокрасочных покрытий, в качестве которых обычно используют перхлорвиниловые лаки и эмали, полиамидные лаки и материалы на основе не опреновых каучуков. Так, для алюминиевых сплавов рекомендуется эмаль ПХВ510В, растворитель РС1 ТУ МХП184852 и эмаль ХВ16 ТУ МХПК-51257, растворитель Р5 ТУ МХП219150, для титановых сплавов - клей АК20, разбавитель РВД. Для лучшего сцепления этих покрытий с металлом иногда предварительно производят анодирование поверхности. Нанесение лакокрасочных покрытий осуществляют кистями или пульверизаторами с предварительной защитой мест травления шаблонами или путем погружения в ванну; в последнем случае на высушенной защитной пленке производят разметку контура, затем его прорезку и удаление.

3. Химическое растворение производят в ваннах с соблюдением температурного режима. Химическое фрезерование алюминиевых и магниевых сплавов производят в растворах едких щелочей; сталей, титана, специальных жаропрочных и нержавеющих сплавов - в растворах сильных минеральных кислот.

4. Очистка после травления деталей из алюминиевых сплавов с эмалевым защитным покрытием производится промывкой в проточной воде при температуре 50+70° С, отмачиванием защитного покрытия в более горячей проточной воде при температуре

70-90° С и последующим снятием защитного покрытия ножами вручную или мягкими щетками в.растворе этилацетата с бензином (2:1). Затем производят осветление или легкое травление и сушку.

Качество поверхности после химического фрезерования определяется исходной шероховатостью поверхности заготовки и режимами травления; обычно она на 1-2 класса ниже чистоты исходной поверхности. После травления все имевшиеся ранее на заготовке дефекты. (риски, царапины, неровности) сохраняют свою глубину, но уширяются, приобретая большую плавность; чем больше глубина травления, тем сильнее проявляются эти изменения. На качество поверхности влияют также способ получения заготовок и их термообработка; прокатанный материал дает лучшую поверхность по сравнению со штампованным или прессованным. Большая шероховатость поверхности с резко выраженными неровностями получается на литых заготовках.

На шероховатость поверхности оказывают влияние структура материала, размер зерен и их ориентация. Закаленные алюминиевые листы, подвергнутые старению, имеют более высокий класс чистоты поверхности. Если структура крупнозернистая (например, металл отожжен), то окончательно обработанная поверхность будет с большими шероховатостями, неровной, бугристой. Наиболее пригодной для химической обработки следует считать мелкозернистую структуру. Заготовки из углеродистой стали лучше обрабатывать химическим фрезерованием перед закалкой, так как в случае наводороживания при травлении последующий нагрев способствует удалению водорода. Однако тонкостенные стальные детали желательно закаливать перед химической обработкой, так как последующая термическая обработка может вызвать их деформацию. Обработанная химическим фрезерованием поверхность всегда несколько разрыхлена вследствие растравливания, и поэтому этот метод Значительно снижает усталостные характеристики детали. Учитывая это, для деталей, работающих в условиях циклических нагрузок, необходимо после химического фрезерования проводить полирование.

Точность химического фрезерования ±0,05 мм по. глубине и не менее +0,08 мм по контуру; радиус закругления стенки выреза получается равным глубине. Химическое фрезерование обычно производят на глубину 4-6 мм и реже до 12 мм; при большей глубине фрезерования резко ухудшается качество поверхности и точность обработки. Минимальная окончательная толщина листа после травления может составлять 0,05 мм, поэтому химическим фрезерованием можно обрабатывать детали с очень тонкими перемычками без коробления, проводить обработку- на конус путем постепенного погружения детали в раствор. При необходимости травления с двух сторон нужно либо располагать заготовку вертикально так, чтобы дать возможность выделяющемуся газу свободно подниматься с поверхности, либо травить в два приема - 1 сначала с одной стороны, а потом с другой. Второй способ предпочтительнее, так как при вертикальном расположении заготовки верхние кромки вырезов обрабатываются хуже из-за попадающих туда пузырьков газа. При изготовлении глубоких вырезов следует применять специальные меры (например, вибрации) по удалению с обрабатываемой поверхности газа, который препятствует осуществлению нормального процесса. Контроль глубины, травления в процессе обработки осуществляют погружением Одновременно с заготовкой контрольных образцов, непосредственным контролем размеров толщиномерами типа индикаторной скобы или электронными, а также посредством автоматического весового контроля.

Производительность химического фрезерования определяется скоростью удаления материала по глубине. Скорость травления возрастает с повышением температуры раствора примерно на 50-60% на каждые 10° С, а также зависит от вида раствора, его концентрации и чистоты. Перемешивание раствора в процессе травления можно производить сжатым воздухом. Процесс травления определяется экзотермической реакцией, поэтому подача сжатого воздуха несколько его охлаждает, однако в основном постоянство температуры обеспечивается помещением в ванну водяных змеевиков.

Травление методом погружения имеет ряд недостатков - использование ручного труда, частичный пробой защитных пленок на необрабатываемых поверхностях. При обработке ряда деталей более перспективен струйный метод травления, при котором подача щелочи осуществляется форсунками.

Средством повышения производительности химического фрезерования является использование ультразвуковых колебаний с частотой 15-40 кгц; в этом случае производительность обработки увеличивается в 1,52,5 раза - до 10 мм/ч. Процесс химической обработки также значительно ускоряется под воздействием инфракрасного излучения направленного действия. В этих условиях отпадает необходимость в нанесении защитных покрытий, так как сильному нагреву подвергается металл по заданному контуру нагрева, остальные участки, будучи холодными, практически не растворяются.

Время травления устанавливают опытным путем на контрольных образцах. Протравленные заготовки вынимают из травильной машины, промывают в холодной воде и для удаления эмульсии, краски и клея БФ4 обрабатывают при температуре 60-80° С в растворе, содержащем 200 г/л каустической соды. Готовые детали тщательно промывают и сушат в потоке воздуха.

Улучшение условий черновой обработки заготовок резанием путем предварительного удаления корки травлением является другим примером растворяющего действия реактива. Перед травлением заготовки с целью удаления окалины подвергают обдувке песком. Травление титановых сплавов производят в реактиве, состоящем из 16% азотной и 5% фтористоводородной кислот и 79% воды. По данным зарубежной литературы, для этой цели применяют травление в соляных ваннах с последующей промывкой в воде и затем повторным травлением в кислотных травителях для окончательной очистки поверхности.

Химическое воздействие технологической среды находит применение и для улучшения процессов обычного резания; все более широкое применение находят методы обработки материалов, основанные на сочетании химического и механического воздействий. Примерами уже освоенных методов является химико-механический способ шлифования твердых сплавов, химическое полирование и др.

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).