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化學加工(chemical) 化學加工是利用酸、鹼或鹽的溶液對工件材料的腐蝕溶解作用,以獲得所需形狀、尺寸或表面狀態的工件的特種加工。

1化學加工的方法

化學加工使用的腐蝕液成分取決於被加工材料的性質,常用的腐蝕液有硫酸、磷酸、硝酸和三氯化鐵等的水溶液;對於鋁及其合金則使用氫氧化鈉溶液。化學加工主要分為化學銑削、光化學加工和化學表面處理三種方法。

2化學加工的應用

化學加工的應用較早,14世紀末已利用化學腐蝕的方法,來蝕刻武士的鎧甲和刀、劍等兵器表面的花紋和標記。19世紀20年代,法國的涅普斯利用精製瀝青的感光性能,發明了日光膠板蝕刻法。不久又出現了照相製版法,促進了印刷工業和光化學加工的發展。
到了20世紀,化學加工的應用範圍顯著擴大。第二次世界大戰期間,人們開始用光化學加工方法製造印刷電路。50年代初,美國採用化學銑削方法來減輕飛機構件的重量。50年代末,光化學加工開始廣泛用於精密、複雜薄片零件的製造。60年代,光刻已大量用於半導體器件和集成電路的生產。

3化學銑削

化學銑削是把工件表面不需要加工的部分用耐腐蝕塗層保護起來,然後將工件浸入適當成分的化學溶液中,露出的工件加工表面與化學溶液產生反應,材料不斷地被溶解去除。工件材料溶解的速度一般為0.02~0.03毫米/分,經一定時間達到預定的深度后,取出工件,便獲得所需要的形狀。
化學銑削的工藝過程包括:工件表面預處理、塗保護膠、固化、刻型、腐蝕、清洗和去保護層等工序。保護膠一般用氯丁橡膠或丁基橡膠等;刻型一般用小刀沿樣板輪廓切開保護層,並使之剝除。
化學銑削適合於在薄板、薄壁零件表面上加工出淺的凹面和凹槽,如飛機的整體加強壁板、蜂窩結構面板、蒙皮和機翼前緣板等。化學銑削也可用於減小鍛件、鑄件和擠壓件局部尺寸的厚度,以及蝕刻圖案等,加工深度一般小於13毫米。
化學銑削的優點是工藝和設備簡單、操作方便和投資少,缺點是加工精度不高,一般為±0.05~±0.15毫米;而且在保護層下的側面方向上也會產生溶解,並在加工底面和側面間形成圓弧狀,難以加工出尖角或深槽;化學銑削不適合於加工疏鬆的鑄件和焊接的表面。隨著數字控制技術的發展,化學銑削的某些應用領域已被數字控制銑削所代替。

4光化學加工

光化學加工是照相複製和化學腐蝕相結合的技術,在工件表面加工出精密複雜的凹凸圖形,或形狀複雜的薄片零件的化學加工法。它包括光刻、照相製版、化學沖切(或稱化學落料)和化學雕刻等。其加工原理是先在薄片形工件兩表面塗上一層感光膠;再將兩片具有所需加工圖形的照相底片對應地覆置在工件兩表面的感光膠上,進行曝光和顯影,感光膠受光照射后變成耐腐蝕性物質,在工件表面形成相應的加工圖形;然後將工件浸入(或噴射)化學腐蝕液中,由於耐腐蝕塗層能保護其下面的金屬不受腐蝕溶解,從而可獲得所需要的加工圖形或形狀。
光化學加工的用途較廣。其中化學沖切主要用於各種複雜微細形狀的薄片(厚度一般為0.025~0.5毫米)零件的加工,特別是對於機械沖切有困難的薄片零件更為適合。這種方法可用於製造電視機顯像管障板(每平方厘米表面有5000個小孔)、薄片彈簧、精密濾網、微電機轉子和定子、射流元件、液晶顯示板、鐘錶小齒輪、印刷電路、應變片和樣板等。

5化學雕刻

化學雕刻主要用於製作標牌和面版;光刻主要用於製造晶體管、集成電路或大規模集成電路;照相製版主要用於生產各種印刷版。

6化學表面處理

化學表面處理包括酸洗、化學拋光和化學去毛刺等。工件表面無須施加保護層,只要將工件浸入化學溶液中腐蝕溶解即可。

7酸洗

酸洗主要用於去除金屬表面的氧化皮或銹斑;化學拋光主要用於提高金屬零件或製品的表面光潔程度;化學去毛刺主要用於去除小型薄片脆性零件的細毛刺。
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