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文檔簡介
1、電解加工:基于電解過程中的陽極溶解原理并借助于成型的陰極,將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法,稱為電解加工。工藝條件其加工系統(tǒng)如圖所示。但為了能實現(xiàn)尺寸、形狀加工,還必須具備下列特定工藝條件: (1)工件陽極和工具陰極(大多為成型工具陰極)間保持很小的間隙(稱作加工間隙),一般在0.1-1mm范圍內(nèi)。 (2)電解液從加工間隙中不斷高速(6-30m/s)流過,以保證帶走陽極溶解產(chǎn)物和電解電流通過電解液時所產(chǎn)生的熱量,并去極化。 (3)工件陽極和工具陰極分別和直流電源(一般為10-24V)連接,在上述兩項工藝條件下,則通過兩極加工間隙的電流密度很高,高達10-100A/cm2數(shù)量級。 工
2、藝特點電解加工的工藝特點 電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生電化學陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種 加工方法。加工時,工件接直流電源的正極,工具接負極,兩極之間保持較小的間隙。電解 液從極間間隙中流過,使兩極之間形成導電通路,并在電源電壓下產(chǎn)生電流,從而形成電化 學陽極溶解。隨著工具相對工件不斷進給,工件金屬不斷被電解,電解產(chǎn)物不斷被電解液沖 走,最終兩極間各處的間隙趨于一致,工件表面形成與工具工作面基本相似的形狀。 電解加工對于難加工材料、形狀復雜或薄壁零件的加工具有顯著優(yōu)勢。目前,電解加工 已獲得廣泛應用,如炮管膛線,葉片,整體葉輪,模具,異型孔及異型零件,倒角和去毛刺 等加工。并且在
3、許多零件的加工中,電解加工工藝已占有重要甚至不可替代的地位。 與其它加工方法相比,電解加工具有如下特點: (1)加工范圍廣。電解加工幾乎可以加工所有的導電材料,并且不受材料的強度、硬度、 韌性等機械、物理性能的限制,加工后材料的金相組織基本上不發(fā)生變化。它常用于加工硬 質(zhì)合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。 (2)生產(chǎn)率高,且加工生產(chǎn)率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。電解加工能以簡 單的直線進給運動一次加工出復雜的型腔、型面和型孔,而且加工速度可以和電流密度成比 例地增加。據(jù)統(tǒng)計,電解加工的生產(chǎn)率約為電火花加工的至 10 倍,在某些情況下,甚至可 以超過機械切削加工。 (3)加工質(zhì)
4、量好??色@得一定的加工精度和較低的表面粗糙度。 加工精度(mm):型面和型腔為 0.050.20;型孔和套料為 0.030.05。 表面粗糙度(m):對于一般中、高碳鋼和合金鋼,可穩(wěn)定地達到 Ra1.60.4,有些合金 鋼可達到 Ra0.11。 (4)可用于加工薄壁和易變形零件。電解加工過程中工具和工件不接觸,不存在機械切 削力,不產(chǎn)生殘余應力和變形,沒有飛邊毛刺。 (5)工具陰極無損耗。在電解加工過程中工具陰極上僅僅析出氫氣,而不發(fā)生溶解反應, 所以沒有損耗。只有在產(chǎn)生火花、短路等異常現(xiàn)象時才會導致陰極損傷。 電解加工的局限性但是,事物總是一分為二的。電解加工也具有一定的局限性,主要表現(xiàn)為:
5、 (1)加工精度和加工穩(wěn)定性不高。電解加工的加工精度和穩(wěn)定性取決于陰極的精度和加 工間隙的控制。而陰極的設(shè)計、制造和修正都比較困難,陰極的精度難以保證。此外,影響 電解加工間隙的因素很多,且規(guī)律難以掌握,加工間隙的控制比較困難。 (2)由于陰極和夾具的設(shè)計、制造及修正困難,周期較長,因而單件小批量生產(chǎn)的成本 較高。同時,電解加工所需的附屬設(shè)備較多,占地面積較大,且機床需要足夠的剛性和防腐 蝕性能,造價較高。因此,批量越小,單件附加成本越高。激光加工是激光系統(tǒng)最常用的應用。根據(jù)激光束與材料相互作用的機理,大體可將激光加工分為激光熱加工和光化學反應加工兩類。激光熱加工是指利用激光束投射到材料表面產(chǎn)
6、生的熱效應來完成加工過程,包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標、激光鉆孔和微加工等;光化學反應加工是指激光束照射到物體,借助高密度高能光子引發(fā)或控制光化學反應的加工過程。包括光化學沉積、立體光刻、激光刻蝕等。簡介激光加工是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度,靠光熱效應來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小,可加工各種材料。用激光束 對材料進行各種加工,如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級的物質(zhì),在外來光子的激發(fā)下會吸收光能,使處于高能級原子的數(shù)目大于低能級原子的數(shù)目粒子數(shù)反轉(zhuǎn),若有一束光照射,光子的能量等于這兩個能相對應的差,這是就會
7、產(chǎn)生受激輻射,輸出大量的光能。 優(yōu)點1、激光功率密度大,工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化,即使熔點高、硬度大和質(zhì)脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工; 2、激光頭與工件不接觸,不存在加工工具磨損問題; 3、工件不受應力,不易污染; 4、可以對運動的工件或密封在玻璃殼內(nèi)的材料加工; 5、激光束的發(fā)散角可小于1毫弧,光斑直徑可小到微米量級,作用時間可以短到納秒和皮秒,同時,大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達千瓦至十千瓦量級,因而激光既適于精密微細加工,又適于大型材料加工; 6、激光束容易控制,易于與精密機械、精密測量技術(shù)和電子計算機相結(jié) 合,實現(xiàn)加工的高度自動化和達到很高的加工精度; 7
8、、在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方,可用機器人進行激光加工。 分類 1、激光切割 激光切割技術(shù)廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。激光切割是應用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實現(xiàn)的。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比 , 激光切割其具有高的切割質(zhì)量、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應性等優(yōu)點。 相關(guān)產(chǎn)品: 紅外激光器:DM20-1053 DM30-1053 DM40-1053 DM50-1053 紫外激光器:DS10E-351 DS20-351DS10E-355 DS20-355 DS10HE-355 DS20H-355 (1)
9、激光熔化切割 在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下,所以該過程被稱作激光熔化切割。 激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,而氣體本身不參于切割。 激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。 最大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料 的熱傳導率。激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。 產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率
10、密度,對于鋼材料來說,在104W/cm²105 W/cm²之間。 (2) 激光火焰切割 激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用,產(chǎn)生化學反應使材料進一步加熱。對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼,采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面,該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。 激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的(有燒掉尖角的危險)。可以使用脈沖模式的激光來限制熱影響。 所用的激光功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是氧氣的
11、供應和材料的熱傳導率。 (3)激光氣化切割 在激光氣化切割過程中,材料在割縫處發(fā)生氣化,此情況下需要非常高的激光功率。 為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上,材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。 該加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結(jié)的材料。另外,這些材料通常要達到更厚的切口。 在激光氣化切割中,最優(yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。 激光功率和氣化熱對最優(yōu)焦點位置只有一定的影響。 所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取決于材料、切割深度和光束焦
12、點位置。 在板材厚度一定的情況下,假設(shè)有足夠的激光功率,最大切割速度受到氣體射流速度的限制。 2、激光焊接 激光焊接是激光材料加工技術(shù)應用的重要方面之一,焊接過程屬熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點,已成功地應用于微、小型零件焊接中。與其它焊接技術(shù)比較,激光焊接的主要優(yōu)點是:激光焊接速度快、深度大、變形小。能在室溫或特殊的條件下進行焊接,焊接設(shè)備裝置簡單。 相關(guān)產(chǎn)品: 紅外激光器:DM20-1053 DM30-1053 DM40-1053 DM50-1053 3、激光
13、鉆孔 隨著電子產(chǎn)品朝著便攜式、小型化的方向發(fā)展,對電路板小型化提出了越來越高的需求,提高電路板小型化水平的關(guān)鍵就是越來越窄的線寬和不同層面線路之間越來越小的微型過孔和盲孔。傳統(tǒng)的機械鉆孔最小的尺寸僅為100m ,這顯然已不能滿足要求,代而取之的是一種新型的激光微型過孔加工方式。目前用CO2激光器加工在工業(yè)上可獲得過孔直徑達到在30-40m的小孔或用UV 激光加工10m左右的小孔。目前在世界范圍內(nèi)激光在電路板微孔制作和電路板直接成型方面的研究成為激光加工應用的熱點,利用激光制作微孔及電路板直接成型與其它加工方法相比其優(yōu)越性更為突出,具有極大的商業(yè)價值。 4、激光打孔 采用脈沖激光器可進行打孔,脈
14、沖寬度為0.11毫秒,特別適于打微孔和異形孔,孔徑約為0.0051毫米。激光打孔已廣泛用于鐘表和儀表的寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲 頭等工件的加工。在造船、汽車制造等工業(yè)中,常使用百瓦至萬瓦級的連續(xù)CO2激光器對大工件進行切割,既能保證精確的空間曲線形狀,又有較高的加工效率。對小工件的切割常用中、小功率固體激光器或CO2激光器。在微電子學中,常用激光切劃硅片或切窄縫,速度快、熱影響區(qū)小。用激光可對流水線上的工件刻字或打標記,并不影響流水線的速度,刻劃出的字符可永久保持。 5、激光微調(diào) 采用中、小功率激光器除去電子元器件上的部分材料,以達到改變電參數(shù)(如電阻值、電容量和諧振頻率等)的目的。激
15、光微調(diào)精度高、速度快,適于大規(guī)模生產(chǎn)。利用類似原理可以修復有缺陷的集成電路的掩模,修補集成電路存儲器以提高成品率,還可以對陀螺進行精確的動平衡調(diào)節(jié)。 6、激光熱處理 用激光照射材料,選擇適當?shù)牟ㄩL和控制照射時間、功率密度,可使材料表面熔化和再結(jié)晶,達到淬火或退火的目的。激光熱處理的優(yōu)點是可以控制熱處理的深度,可以選擇和控制熱處理部位,工件變形小,可處理形狀復雜的零件和部件,可對盲孔和深孔的內(nèi)壁進行處理。例如,氣缸活塞經(jīng)激光熱處理后可延長壽命;用激光熱處理可恢復離子轟擊所引起損傷的硅材料。 激光加工的應用范圍還在不斷擴大,如用激光制造大規(guī)模集成電路,不用抗蝕劑,工序簡單,并能進行0.5微米以下圖
16、案的高精度蝕刻加工,從而大大增加集成度。此外,激光蒸發(fā)、激光區(qū)域熔化和激光沉積等新工藝也在發(fā)展中。2.2 加工質(zhì)量 加工精度激光切割的加工精度是由加工機性能、光束品質(zhì)、加工現(xiàn)象而決定的整體精度。 一、 關(guān)于尺寸變化 即使按照程序進行切割,也有加工產(chǎn)品無法滿足精度要求的情況。所以需要根據(jù)不同的情況采取對策。 1.加工產(chǎn)品的全體尺寸有變化 這是由于切口上激光焦點直徑和其周圍燃燒區(qū)域形成的切口寬度所影響的。 雖然在相同條件下,對相同的加工物,使用同一偏置補償值可以確保其精度,但是焦點位置的設(shè)定要憑借加工機操作人員的感覺來確定,而且熱透鏡作用也會造成焦點位置的變化,所以需要定期檢查最佳的偏置補償值。
17、2加工方向(部分)上的尺寸誤差有差別 板材上部的尺寸精度與尺寸精度有不同的情況。這個現(xiàn)象要考慮兩方面 的原因。首先,光束圓度和強度分布不均一,造成切口寬度沿加工方向有所不同。解決的方法是進行光軸調(diào)整或清洗光學部件。其次,被加工物受熱膨脹會引起加工形狀長方向尺寸變短的情況。 3翹曲引起的變化 尺寸精度雖然在要求范圍內(nèi),但由于熱變形等原因會造成發(fā)生翹曲。加工鋁、銅、不銹鋼等時非常顯著,它受到線膨脹系數(shù)、熱容量等物性的影響。就加工形狀來說,縱橫比越大,翹曲量就越大。采用低熱量加工條件以及加工線路等在加工程序上下工夫,但還沒有完全解決問題。 加工板件所擁有的殘留應力對翹曲和尺寸誤差也有影響,所以我們需
18、要對加工程序始終保持一定的配置方向。 4間距精度變化 加工很多孔時,孔與孔之間的間距精度會出現(xiàn)偏差。由于在熱膨脹情況下開孔,冷卻收縮后,間距變小。我們可以在程序中補正收縮部分的精度或者靈活運用形狀縮放功能。無論什么情況,都要在初期加工后,測定其加工尺寸,補誤差。當間隔精度不隨加工位置而變化,而是在整個加工區(qū)里都惡化時,其原因是機械精度的惡化而造成的。 5圓度變化 在激光加工中加工孔切割面產(chǎn)生坡度是無法避免的,下面直徑比背面直徑大,一般都評估背面稍小一側(cè)的圓度。 實際操作1、穿孔的難度 在切割的開始部位加工開始加工所需要的孔稱做穿孔。板越厚,穿孔就越不穩(wěn)定??梢哉f,板厚大于12.Omm的厚板切割
19、中,發(fā)生加工不良現(xiàn)象的70起因于穿孔不好。為了實施穩(wěn)定的穿孔,在這里對穿孔的加工特性進行說明。 2、穿孔的原理 在穿孔過程中,貫通之前加工中產(chǎn)生的熔融金屬堆積在被加工物表面上孔的周圍。從發(fā)光后對被加工物表面加熱過程,到緩慢加熱進行穿孔作用,直至最后的貫通是連續(xù)進行的。這個方法,如果板件厚度大于9.Omm,則穿孔時間就會急劇增加,但是孔徑約為0.5mm,比切口窄,熱影響也小。因此,如果增加加工能力,加大輸出能量,熔融金屬就很難全部從孔徑上部排出,出現(xiàn)過度燃燒現(xiàn)象。CW條件是在被加工物表面的略微上方設(shè)定焦點位置,增大加工孔徑,迅速加熱的方法。雖然出現(xiàn)大量熔融金屬,飛散到被加工物表面上,但卻大幅度縮
20、短了加工時間。 在穿孔的孔壁上也會出現(xiàn)吸收激光能量的現(xiàn)象。在穿孔加工過程中,照射的激光在穿孔中多重反射,邊被吸收邊向下傳播。為了縮短穿孔時間,就要補充被孔壁吸收而 被減弱的能量,即在穿孔過程中有必要增加輸出功率。而且,為了減少對孔壁周圍的熱影響,要在增加輸出功率的同時,盡可能的縮短穿孔時間,減少激光對孔壁周圍的照射。 3、 對付穿孔中出現(xiàn)缺陷的四個原則 穿孔過程中出現(xiàn)缺陷時,有必要對各種現(xiàn)象進行原因分析和找出處理方法。 (1)缺陷發(fā)生的瞬間 要確認是在穿孔的過程中,還是在穿孔結(jié)束后開始切割時發(fā)生的缺陷。如果是穿孔過程中發(fā)生的,則根據(jù)穿孔開始或者穿孔過程中條件切換時的具體情況,來修正發(fā)生問題的輸
21、出功率和氣壓條件。如果缺陷發(fā)生在穿孔結(jié)束之前,那是因為貫通之前切換到切割條件,有必要延長穿孔時間。 如果切割開始時發(fā)生加工缺陷的現(xiàn)象,那是因為在孔的表面周圍堆積的熔融金屬部位難以通過,所以有必要在開始位置設(shè)定脈沖條件或低速條件。 (2)缺陷產(chǎn)生的位置 如果在加工平臺的特定位置,集中出現(xiàn)穿孔缺陷,那是因為激光光軸和噴嘴中心偏離。這需要調(diào)整光路偏離。 如果穿孔位置過于集中或者是在切割線路的附近進行穿孔,由于加工位置溫度過高,也會造成穿孔缺陷。 圖3-3是將厚12.Omm的SS400板件作為被加工物,材料溫度從常溫變化到200,調(diào)查與加工缺陷之間關(guān)系的結(jié)果。數(shù)據(jù)是表示在各溫度條件下進行50次穿孔,穿
22、孔缺陷和切割缺陷的發(fā)生比例。溫度越高,缺陷的發(fā)生率就越大。因此有必要研究加工順序,改善程序盡量沿著尚未過熱的線路進行穿孔和切割。 (3)發(fā)生穿孔不良的時間 隨著加工時間的推移,加工不良的發(fā)生次數(shù)只見增加不見減少時,其原因可能是發(fā)振器故障引起的輸出功率變動。如果增加冷卻時間就能恢復的話,其原因可能是光學部件熱透鏡的作用引起的。這種情況下就需要維修光學部件,并與供應商聯(lián)系。 (4)發(fā)生穿孔不良的材料 對于發(fā)生穿孔不良的材料,要確認過去是否進行過良好加工,確認記錄很重要。如果有過去加工的記錄,就不需要調(diào)整加工條件,可以認定是加工機和光學部件的缺陷,進行檢查找出原因。 4、適當?shù)拇┛讞l件 被加工物的厚
23、度越厚,穿孔時間在整體加工時間中所占的比例就會增加,對縮短穿孔時間的要求就會提高。對穿孔時間縮短有效的加工條件參數(shù)是脈沖峰值輸出功率和脈沖波形及平均輸出功率。 5、 防止在對不銹鋼進行穿孔時出現(xiàn)須狀物 在切割不銹鋼時,孔表面周圍會留下飛散須狀的金屬熔渣,在鏡面及條紋表面材料上會出現(xiàn)劃傷。而且,須狀金屬熔渣與靜電感應式加工頭的噴嘴發(fā)生接觸時,會出現(xiàn)對焦異常的報警。根據(jù)板件的薄厚程度,其相應的處理方法也不同,圖3-6表示了其處理措施。圖3-6a是板厚1.Omm的不銹鋼穿孔結(jié)果,脈沖頻率越大,金屬熔渣就越少。圖3-6b是板厚6.Omm的穿孔結(jié)果,設(shè)定的輔助氣體壓力高,就可減少金屬熔渣。 6、 高反射
24、材料穿孔時的注意事項 在切割銅、純鋁等高反射材料時,需要在被加工物表面涂抹光束吸收劑。光束吸收劑不僅有提高加工能力的效果,而且從安全的角度上也有抵制反射的作用。加工條件需要降低脈沖頻率,提高脈沖峰值的每1個脈沖能量。而且通過增大氣體壓力,使熔融金屬擠入板件內(nèi)部,提高加工能力的效果。 具體應用一、在服裝行業(yè)的應用 因為激光加工工藝具有自動化程度高、加工精確高、速度快、效率高、操作簡單方便等特點,適應了國際服裝生產(chǎn)技術(shù)潮流所以激光加工技術(shù)以及設(shè)備正在以驚人的速度在服裝行業(yè)內(nèi)得到推廣和普及。 1、激光切割應用 激光切割過程中,不會使布料變形或起皺,激光切割尺寸精度高,激光切割形狀可隨著圖稿進行任意更
25、改,增加了設(shè)計的實用性和創(chuàng)造性。另外,激光切割技術(shù)是用“激光刀”代替金屬刀,激光切割任何面料,能瞬間將切口熔化并凝固,縫隙小、精確度高達到自動“鎖邊”的功能。傳統(tǒng)工藝用刀模切割或熱加工,切口易脫絲、發(fā)黃、發(fā)硬。 2、激光雕刻應用 激光雕刻是利用軟件技術(shù),按設(shè)計圖稿輸入數(shù)據(jù)進行自動雕刻。激光雕刻是激光加工技術(shù)在服裝行業(yè)中運用最成熟、最廣泛的技 術(shù),能雕刻任何復雜圖形標志,還可以進行射穿的鏤空雕刻和表面雕刻,從而雕刻出深淺不一、質(zhì)感不同、具有層次感和過渡顏色效果的各種圖案。 3、激光打標應用 激光打標具有打標精度高、速度快、標記清晰等特點。激光打標兼容了激光切割、雕刻技術(shù)的各種優(yōu)點,可以在各種材料
26、上進行精密加工,還可以加工尺寸小且復雜的圖案,激光標記具有永不磨損的防偽性能。 激光加工在電子行業(yè)應用 二、在電子工業(yè)中的應用 激光加工技術(shù)屬于非接觸性加工方式,所以不產(chǎn)生機械擠壓或機械應力,特別符合電子行業(yè)的加工要求。另外,還由于激光加工技術(shù)的高效率、無污染、高精度、熱影響區(qū)小,因此在電子工業(yè)中得到廣泛應用。 1、激光劃片 激光劃技術(shù)是生產(chǎn)集成電路的關(guān)鍵技術(shù),其劃線細、精度高(線寬為15-25m,槽深5-200m)、加工速度快(可達200mm/s),成品率達 99.5%以上。集成電路生產(chǎn)過程中,在一塊基片上要制備上千個電路,在封裝前要把它們分割成單個管芯。傳統(tǒng)的方法是用金剛石砂輪切割,硅片表
27、面因受機械力而產(chǎn)生輻射狀裂紋。用激光劃線技術(shù)進行劃片,把激光束聚焦在硅片表面,產(chǎn)生高溫使材料汽化而形成溝槽。通過調(diào)節(jié)脈沖重疊量可精確控制刻槽深度,使硅片很容易沿溝槽整齊斷開,也可進行多次割劃而直接切開。由于激光被聚焦成極小的光斑,熱影響區(qū)極小,切劃50m深的溝槽時,在溝槽邊25m的地方溫升不會影響有源器件的性能。激光劃片是非接觸加工,硅片不會受機械力而產(chǎn)生裂紋。因此可以達到提高硅片利用率、成品率高和切割質(zhì)量好的目的。還可用于單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的劃片以及硅、鍺、砷化稼和其他半導體襯底材料的劃片與切割。 2、激光微調(diào) 激光微調(diào)技術(shù)可對指定電阻進行自動精密微調(diào),精度可達0.01%一0.
28、002%,比傳統(tǒng)方法的精度和效率高,成本低。集成電路、傳感器中的電阻是一層電阻薄膜,制造誤差達上15一20%,只有對之進行修正,才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑,能量集中,加工時對鄰近的元件熱影響極小,不產(chǎn)生污染,又易于用計算機控制,因此可以滿足快速微調(diào)電阻使之達到精確的預定值的目的。加工時將激光束聚焦在電阻薄膜上,將物質(zhì)汽化。微調(diào)時首先對電阻進行測量,把數(shù)據(jù)傳送給計算機,計算機根據(jù)預先設(shè)計好的修調(diào)方法指令光束定位器使激光按一定路徑切割電阻,直至阻值達到設(shè)定值,同樣可以用激光技術(shù)進行片狀電容的電容量修正及混合集成電路的微調(diào)。優(yōu)越的定位精度,使激光微調(diào)系統(tǒng)在小型化精密線形組
29、合信號器件方面提高了產(chǎn)量和電路功能。 3、激光打標 激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應,從而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標有雕刻和掩模成像兩種方式:掩模式打標用激光把模版圖案成像到工件表面而燒蝕出標記。雕刻式打標是一種高速全功能打標系統(tǒng)。激光束經(jīng)二維光學掃描振鏡反射后經(jīng)平場光學鏡頭聚焦到工件表面,在計算機控制下按設(shè)定的軌跡使材料汽化,可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級,激光標記是永久性的,不易磨損,這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。已大量用在給電子元器件、集成電路打商標型號、給印刷電路板打編號等。近年來紫外波段激
30、光技術(shù)發(fā)展很快,由于材料在紫外波激光作用下發(fā)生電子能帶躍遷,打破或削弱分子間的結(jié)合鍵,從而實現(xiàn)剝蝕加工,加工邊緣十分齊整,因此在激光標記技術(shù)中異軍突起,尤其受到微電子行業(yè)的重視。電火花加工 : 簡介電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導電材料的特種加工方法,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM。 編輯本段發(fā)明與發(fā)展由蘇聯(lián)學者發(fā)明1943年,蘇聯(lián)學者拉扎連科夫婦研究發(fā)明電火花加工,之后隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進,而迅速發(fā)展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容回路。 50年代初改進為電阻-電感-電容等回路。同時,還采用脈沖發(fā)電機之類的所謂長脈沖電源,使蝕除效率
31、提高,工具電極相對損耗降低。 隨后又出現(xiàn)了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源,使在同樣表面粗糙度條件下的生產(chǎn)率得以提高。 60年代中期出現(xiàn)了晶體管和可控硅脈沖電源,提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗,并擴大了粗精加工的可調(diào)范圍。 70年代:出現(xiàn)了高低壓復合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調(diào)波形脈沖等電源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統(tǒng)方面,從最初簡單地保持放電間隙,控制工具電極的進退,逐步發(fā)展到利用微型計算機,對電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進行適時控制。編輯本段工作原理:進行電火花加工時,工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極,并浸入工作液中,或?qū)⒐ぷ?/p>
32、液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進給,當兩電極間的間隙達到一定距離時,兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿,產(chǎn)生火花放電。 在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能,溫度可高達一萬攝氏度以上,壓力也有急劇變化,從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化,并爆炸式地飛濺到工作液中,迅速冷凝,形成固體的金屬微粒,被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡,放電短暫停歇,兩電極間工作液恢復絕緣狀態(tài)。 緊接著,下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿,產(chǎn)生火花放電,重復上述過程。這樣,雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少,但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用,就能蝕
33、除較多的金屬,具有一定的生產(chǎn)率。 在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下,一邊蝕除工件金屬,一邊使工具電極不斷地向工件進給,最后便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。因此,只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動方式,就能加工出各種復雜的型面。 工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料,如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中,工具電極也有損耗,但小于工件金屬的蝕除量,甚至接近于無損耗。 工作液作為放電介質(zhì),在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì),如煤油、去離子水和乳化液等。 編輯本段分類:按照工具電極的形式及其與工件
34、之間相對運動的特征,可將電火花加工方式分為五類:利用成型工具電極,相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工;利用軸向移動的金屬絲作工具電極,工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動,以切割導電材料的電火花線切割加工;利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極,進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削;用于加工螺紋環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)、齒輪等的電火花共軛回轉(zhuǎn)加工;小孔加工、刻印、表面合金化、表面強化等其他種類的加工。編輯本段使用說明:電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復雜形狀工件;加工時無切削力;不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極材料無須比工件材料硬;直接使用電能加工,便于實現(xiàn)自動化;加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層,在某
35、些應用中須進一步去除;工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。 電火花加工的主要用于加工具有復雜形狀的型孔和型腔的模具和零件;加工各種硬、脆材料,如硬質(zhì)合金和淬火鋼等;加工深細孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等;加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。 編輯本段電火花加工特點1:電火花加工速度與表面質(zhì)量 模具在電火花機加工一般會采用粗、中、精分檔加工方式。粗加工采用大功率、低損耗的實現(xiàn),而中、精加工電極相對損耗大,但一般情況下中、精加工余量較少,因此電極損耗也極小,可以通過加工尺寸控制進行補償,或在不影響精度要求時予以忽略。 2:電火花碳渣與排渣 電火花機加工在產(chǎn)生碳渣和排除碳渣
36、平衡的條件下才能順利進行。實際中往往以犧牲加工速度去排除碳渣,例如在中、精加工時采用高電壓,大休止脈波等等。另一個影響排除碳渣的原因是加工面形狀復雜,使排屑路徑不暢通。唯有積極開創(chuàng)良好排除的條件,對癥的采取一些方法來積極處理。 3:電火花工件與電極相互損耗 電火花機放電脈波時間長,有利于降低電極損耗。電火花機粗加工一般采用長放電脈波和大電流放電,加工速度快電極損耗小。在精加工時,小電流放電必須減小放電脈波時間,這樣不僅加大了電極損耗,也大幅度降低了加工速度。 電火花加工是與機械加工完全不同的一種新工藝。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步,具有高熔點、高硬度、高強度、高脆性,高粘性和高純度等性
37、能的新材料不斷出現(xiàn)。具有各種復雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來越多,這就使得傳統(tǒng)的機械加工方法不能加工或難于加工。因此,人們除了進一步發(fā)展和完善機械加工法之外,還努力尋求新的加工方法。電火花加工法能夠適應生產(chǎn)發(fā)展的需要,并在應用中顯示出很多優(yōu)異性能,因此,得到了迅速發(fā)展和日益廣泛的應用。 編輯本段電火花加工的特點如下:1.脈沖放電的能量密度高,便于加工用普通的機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復雜形狀的工件。不受材料硬度影響,不受熱處理狀況影響。 2.脈沖放電持續(xù)時間極短,放電時產(chǎn)生的熱量傳導擴散范圍小,材料受熱影響范圍小。 3.加工時,工具電極與工件材料不接觸,兩者之間宏觀作用力極小。
38、工具電極材料不需比工件材料硬,因此,工具電極制造容易。 4.可以改革工件結(jié)構(gòu),簡化加工工藝,提高工件使用壽命,降低工人勞動強度。 基于上述特點,電火花加工的主要用途有以下幾項: 1) 制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。 2) 加工小孔、畸形孔以及在硬質(zhì)合金上加工螺紋螺孔。 3) 在金屬板材上切割出零件。 4) 加工窄縫。 5) 磨削平面和圓面。 6) 其它(如強化金屬表面,取出折斷的工具,在淬火件上穿孔,直接加工型面復雜的零件等)。 超聲加工: 編輯本段超聲加工歷史 1927年,美國物理學家伍德和盧米斯最早作了超聲加工試驗,利用強烈的超聲振動對玻璃板進行雕刻和快速鉆孔,但當時并未應用在工業(yè)上;1
39、951年,美國的科恩制成第一臺實用的超聲加工機。 二十世紀50年代中期,日本、蘇聯(lián)將超聲加工與電加工(如電火花加工和電解加工等)、切削加工結(jié)合起來,開辟了復合加工的領(lǐng)域。這種復合加工的方法能改善電加工或金屬切削加工的條件,提高加工效率和質(zhì)量。1964年,英國又提出使用燒結(jié)或電鍍金剛石工具的超聲旋轉(zhuǎn)加工的方法,克服了一般超聲加工深孔時,加工速度低和精度差的缺點。 編輯本段超聲加工的工作原理 超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩,換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C械振動,通過振幅擴大棒(變幅桿)使固定在變幅桿端部的工具振產(chǎn)生超聲波振動,迫使磨料懸浮液高速地不斷撞擊、拋磨被加工
40、表面使工件成型。 編輯本段超聲波焊接原理 通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大,因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導熱性差,一時還不能及時散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù),有些許保壓時間,使其凝固成型,這樣就形成一個堅固的分子鏈,達到焊接的目的,焊接強度能接近于原材料本體強度。 編輯本段超音波的熔焊應用方法 一、 熔接法: 以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下,使二塊塑膠的接合面產(chǎn)生磨擦熱而瞬間熔融接合,焊接強度可與本體媲美,采用合適的工件和合理的接口設(shè)計,可達到水密及氣密,并免除采用輔助
41、品所帶來的不便,實現(xiàn)高效清潔的熔接。 二、 鉚焊法: 將超音波超高頻率振動的焊頭,壓著塑膠品突出的梢頭,使其瞬間發(fā)熱融成為鉚釘形狀,使不同材質(zhì)的材料機械鉚合在一起。 三、 埋植: 藉著焊頭之傳道及適當之壓力,瞬間將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預留入塑膠孔內(nèi),固定在一定深度,完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強度,可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。 四、 成型: 本方法與鉚焊法類似,將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈,焊頭發(fā)出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定,且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形,及化妝品類之鏡片固定等。 五、 點焊: A、 將二片塑
42、膠分點熔接無需預先設(shè)計焊線,達到熔接目的。 B、 對比較大型工件,不易設(shè)計焊線的工件進行分點焊接,而達到熔接效果,可同時點焊多點。 六、 切割封口: 運用超音波瞬間發(fā)振工作原理,對化纖織物進行切割,其優(yōu)點切口光潔不開裂、不拉絲。 編輯本段超聲加工的主要特點 不受材料是否導電的限制;工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件;被加工材料的脆性越大越容易加工,材料越硬或強度、韌性越大則越難加工;由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應比被加工材料的硬度高,而工具的硬度可以低于工件材料;可以與其他多種加工方法結(jié)合應用,如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。
43、超聲加工主要用于各種硬脆材料,如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。 超聲打孔的孔徑范圍是0.190毫米,加工深度可達100毫米以上,孔的精度可達0.020.05毫米。表面粗糙度在采用W40碳化硼磨料加工玻璃時可達1.25O.63微米,加工硬質(zhì)合金時可達0.630.32微米。 超聲加工機一般由由電源(即超聲發(fā)生器)、振動系統(tǒng)(包括超聲換能器和變幅桿)和機床本體三部分組成。 超聲發(fā)生器將交流電轉(zhuǎn)換為超聲頻電功率輸出,功率由數(shù)瓦至數(shù)千瓦,最大可達10千瓦。通常使用的超聲換能器有
44、磁致伸縮的和電致伸縮的兩類。磁致伸縮換能器又有金屬的和鐵氧體的兩種,金屬的通常用于千瓦以上的大功率超聲加工機;鐵氧體的通常用于千瓦以下的小功率超聲加工機。電致伸縮換能器用壓電陶瓷制成,主要用于小功率超聲加工機。 變幅桿起著放大振幅和聚能的作用,按截面積變化規(guī)律有錐形、指數(shù)曲線形、懸鏈線形、階梯形等。機床本體一般有立式和臥式兩種類型,超聲振動系統(tǒng)則相應地垂直放置和水平放置。水射流加工水射流加工技術(shù)起源 “水滴石穿”體現(xiàn)了在人們眼中秉性柔弱的水本身潛在的威力,然而,作為一項獨立而完整的加工技術(shù),高壓水射流(WJ)、磨料水射流(AWJ)的產(chǎn)生卻是最近三十年的事,利用高壓水為人們的生產(chǎn)服務始于十九世紀
45、七十年代左右,用來開采金礦,剝落樹皮,直到二戰(zhàn)期間,飛機運行中“雨蝕”使雷達艙破壞這一現(xiàn)象啟發(fā)了人們思維。直到本世紀五十年代,高壓水射流切割的可能性才源于蘇聯(lián),但第一項切割技術(shù)專利卻在美國產(chǎn)生,即1968年由美國密蘇里大學林學教授諾曼弗蘭茲博士獲得。在最近十多年里,水射流(WJ、AWJ)切割技術(shù)和設(shè)備有了長足進步,其應用遍及工業(yè)生產(chǎn)和人們生活各個方面。許多大學、公司和工廠競相研究開發(fā),新思維、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),形成了一種你追我趕的勢頭。目前已有3000多套水射流切割設(shè)備在數(shù)十個國家?guī)资畟€行業(yè)應用,尤其是在航空航天、艦船、軍工、核能等高、尖、難技術(shù)上更顯優(yōu)勢。已可切割500余種材料,其設(shè)備
46、年增長率超過20。 2.高壓水射流加工系統(tǒng)構(gòu)成與增壓原理 高壓水射流基本原理歸之為:運用液體增壓原理,通過特定的裝置(增壓口或高壓泵),將動力源(電動機)的機械能轉(zhuǎn)換成壓力能,具有巨大壓力能的水在通過小孔噴嘴(又一換能裝置),再將壓力能轉(zhuǎn)變成動能,從而形成高速射流(WJ)。因而又常叫高速水射流。 高壓水射流系統(tǒng)見圖1,主要由增壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、增壓恒壓系統(tǒng)、噴嘴管路系統(tǒng)、數(shù)控工作臺系統(tǒng)、集水系統(tǒng)及水循環(huán)處理系統(tǒng)等構(gòu)成。油壓系統(tǒng)低壓油(1030MPa)推動大活塞往復來回移動,其方向由換向閥自動控制。供水系統(tǒng)先對水進行凈化處理,并加入防銹添加劑等,然后由供水泵打出低壓水從單向閥進入高壓缸。增壓恒壓
47、系統(tǒng)包括增壓器和蓄能器兩部分,增壓器獲得高壓原理如圖2所示,即利用大活塞與小活塞面積之差來實現(xiàn),理論上:A大P油=A小P水, P出水=A大/A小P油, 增壓比即大活塞與小活塞面積之比,通常為10:125:1,由此,增壓器輸出高壓水壓力可達100MPa750MPa。由于水在400Mpa時其壓縮率達12,因而活塞桿在走過其整個行程八分之一后才會有高壓水輸出。活塞到達行程終端時,換向閥自動使油路改變方向(圖中虛線箭頭所示),進而推動大活塞反向行進,此時高壓水在另端輸出。如果將此高壓水直接送到噴嘴,那么噴嘴出來的射流壓力將會是脈動的(圖3中虛線),而且這對管路系統(tǒng)產(chǎn)生周期性振蕩,為獲得穩(wěn)定的高壓水射流
48、,常在增壓器和噴嘴回路之間設(shè)置一蓄能(恒壓)器,消除水壓脈動,達到恒壓之目的,常能控制脈動量在5之內(nèi)(圖3實線)。 切除與切斷機理 高速射流本身具有較高的剛性,在與靶物碰撞時,產(chǎn)生極高的沖擊動壓(P=VC)和渦流的形成,從微觀上看相對于射流平均速度存在著超高速區(qū)和低速區(qū)(有時可能為負值),因而高壓水射流表面上雖為圓柱模型,而內(nèi)部實際上存在剛性高和剛性低的部分,剛性高的部分產(chǎn)生的沖擊動壓使傳播時間也減少,增大了沖擊強度,宏觀上看起快速楔劈作用,而低剛度部分相對于高剛度部分形成了柔性空間,起吸屑、排屑作用,這兩者的結(jié)合正好象使得其切割材料時猶如一把軸向“鋸刀”加工。 高速水射流破壞材料的過程是一個
49、動態(tài)斷裂過程,對脆性材料(如巖石)等主要是以裂紋破壞及擴散為主;而對塑性材料符合最大的拉應力瞬時斷裂準則,即一旦材料中某點的法向拉應力達到或超過某一臨界值y時,該點即發(fā)生斷裂。根據(jù)彈塑性力學,動態(tài)斷裂強度與靜態(tài)斷裂強度相比要高出一個數(shù)量級左右,主要是因為動態(tài)應力作用時間短,材料中裂紋來不及發(fā)展,因而這個動態(tài)斷裂不僅與應力有關(guān),還與拉伸應力的作用時間相關(guān)。 4.高壓水射流(WJ、AWJ)切割應用范圍 高壓水射流切割是利用具有很高動能的高速射流進行的(有時又稱為高速水射流加工)與激光、離子束、電子束一樣是屬于高能束加工范疇。高壓水射流切割作為一項高新特技術(shù)在某種意義上講是切割領(lǐng)域的一次革命,有著十
50、分廣闊的應用前景,隨著技術(shù)的成熟及某些局限的克服,對其它切割工藝是一種完美補充。目前其用途和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在難加工材料方面:如陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄鐵、鎢鉬鈷合金、耐熱合金、鈦合金、耐蝕合金、復合材料(FRM、FRP等)、鍛燒陶瓷、高速鋼(HRC30以下)、不銹鋼、高錳鋼、模具鋼和馬氏體鋼(HRC30)、高硅鑄鐵、可鍛鑄鐵等一般工程材料,高壓水射流除切割外,稍降低壓力或增大靶距和流量還可以用于清洗、破碎、表面毛化和強化處理。在美國,幾乎所有的汽車和飛機制造廠都有應用。目前已在以下行業(yè)獲得成功應用:汽車制造與修理、航空航天、機械加工、國防、軍工、兵器、電子電力、石油、采礦、
51、輕工、建筑建材、核工業(yè)、化工、船舶、食品、醫(yī)療、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政工程等方面。電子束加工:簡介利用電子束的熱效應可以對材料進行表面熱處理、焊接、刻蝕、鉆孔、熔煉,或直 接使材料升華。電子束曝光則是一種利用電子束輻射效應的加工方法(見電子束與離子束微細加工)。 作為加熱工具,電子束的特點是功率高和功率密度大,能在瞬間把能量傳給工件,電子束的參數(shù)和位置可以精確和迅速地調(diào)節(jié),能用計算機控制并在無污染的真空中進行加工。根據(jù)電子束功率密度和電子束與材料作用時間的不同,可以完成各種不同的加工。 編輯本段電子束焊接電子束功率密度達1010瓦/厘米時,電子束轟擊處的材料即局部熔化;當電子束相對工件移動,熔化的金
52、屬即不斷固化,利用這個現(xiàn)象可以進行材料的焊接。電子束焊具有深熔的特點,焊縫的深寬比可達20:1甚至50:1。這是因為當電子束功率密度較大時,電子束給予焊接區(qū)的功率遠大于從焊接區(qū)導走的功率。利用電子束焊的這一特點可實現(xiàn)多種特殊焊接方式。利用電子束幾乎可以焊接任何材料,包括難熔金屬(W、Mo、Ta、Nb)、活潑金屬(Be、Ti、Zr、U)、超合金和陶瓷等。此外,電子束焊接的焊縫位置精確可控、焊接質(zhì)量高、速度快,在核、航空、火箭、電子、汽車等工業(yè)中可用作精密焊接。在重工業(yè)中,電子束焊機的功率已達100千瓦,可平焊厚度為200毫米的不銹鋼板。對大工件焊接時須采用大體積真空室,或在焊接處形成可移動的局部
53、真空。編輯本段電子束刻蝕和電子束鉆孔用聚焦方法得到很細的、功率密度為 1010瓦/厘米的電子束周期地轟擊材料表面的固定點,適當控制電子束轟擊時間和休止時間的比例,可使被轟擊處的材料迅速蒸發(fā)而避免周圍材料的熔化,這樣就可以實現(xiàn)電子束刻蝕、鉆孔或切割。同電子束焊接相比,電了束刻蝕、鉆孔、切割所用的電子束功率密度更大而作用時間較短。電子束可在厚度為0.16毫米的任何材料的薄片上鉆直徑為1至幾百微米的孔,能獲得很大的深度孔徑比,例如在厚度為 0.3毫米的寶石軸承上鉆直徑為25微米的孔。電子束還適合在薄片(例如燃氣輪機葉片)上高速大量地鉆孔。編輯本段電子束熔煉電子束熔煉法發(fā)明于1907年,但直到50年代
54、才用于熔煉難熔金屬,后來又用于熔煉活潑金屬(如Ti錠)和高級合金鋼。電子束加熱可使材料在真空中維持熔化狀態(tài)并保持很長時間,實現(xiàn)材料的去氣和雜質(zhì)的選擇性蒸發(fā),可用來制備高純材料。電子束加熱是電能轉(zhuǎn)為熱能的有效方式之一,大約有50功率用于熔化和維持液化。功率在60千瓦以下的電子束熔煉機可用直熱式鎢絲作為電子槍的陰極。60千瓦以上熔煉機的電子槍則用間熱式塊狀鉭陰極,它由背后的鎢絲所發(fā)射的電子轟擊加熱到 2700K,可有每平方厘米為幾安的發(fā)射電流密度。電子槍加速電壓約30千伏,這樣容易防止電擊穿和減弱 X射線輻射,電子束用磁聚焦和磁偏轉(zhuǎn)。電子槍和熔煉室用不同的真空泵抽氣,真空度分別維持在10和10帕左右。80年代已生產(chǎn)出600千瓦級的電子槍。如需更大功率,可用幾支電子槍同時工作。利用電子束加熱可鑄造100噸的坯料。高速切削:編輯本段高速切削的定義讓我們看一下這些定義中的幾個: 高切削速度切削 高主軸速度切削 高進給切削 高速和高進給切削 高生產(chǎn)率切削 我們對高速切削的定義描述如下: HS
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