化铣工(gong)艺(yi)是利(li)用化(hua)学(xue)溶(rong)液与(yu)金属产(chan)生(sheng)化(hua)学反应(ying)，借助有(you)效的(de)保护措(cuo)施(shi)，使(shi)钛(tai)零(ling)件不(bu)需(xu)要的(de)部分金(jin)属(shu)腐(fu)蚀(shi)溶(rong)解(jie)，从(cong)而获(huo)得零(ling)件(jian)所需尺(chi)寸(cun)和(he)形(xing)状的(de)一(yi)种(zhong)特种加(jia)工方法(fa)。本(ben)文介绍了(le)化(hua)学(xue)铣(xi)切(qie)钛合金零件专用(yong)工装(zhuang)的(de)设计(ji)，指出(chu)了其存(cun)在的(de)不(bu)足(zu)之(zhi)处(chu) 。
1、专(zhuan)用(yong)工装(zhuang)设计(ji)
1.1、材料(liao)的选(xuan)择
化(hua)铣钛合金零件、钛(tai)加工件工装使(shi)用的材料，首(shou)先必(bi)须能(neng)耐住浓氢氟酸和(he)浓硝酸的腐(fu)蚀(shi)，现(xian)场(chang)对(dui)非(fei)金属材料(liao)：玻璃钢(gang)、有机玻(bo)璃、尼龙、ABS、聚氨酯板、软聚氯(lv)乙烯、聚四(si)氟(fu)乙烯(xi)、PVC、氯(lv)丁(ding)橡(xiang)胶、丁(ding)腈(jing)橡胶、天然(ran)橡(xiang)胶(jiao)、黑(hei)耐油(you)橡(xiang)胶、聚丙烯，进(jin)行了(le)280小时(shi)化(hua)铣液(ye)浸泡(pao)试验。试(shi)验(yan)发(fa)现(xian)：聚(ju)丙烯、聚四氟乙(yi)烯、丁腈(jing)橡(xiang)胶(jiao)三(san)种(zhong)材(cai)料(liao)状态(tai)没(mei)有改(gai)变(bian)，PVC材(cai)料颜色微变外(wai)，其余(yu)材(cai)料都已(yi)经(jing)发(fa)生性(xing)能(neng)改变(bian)，包(bao)括(kuo)颜(yan)色(se)、硬(ying)度(du)、脆(cui)性(xing)、强(qiang)度(du)等；现(xian)场(chang)对选(xuan)用常用(yong)不锈钢(gang)材(cai)料(liao)OCr17Ni2Mo2（SUS316）及OCr18Ni9（SUS304）进(jin)行试验(yan)对(dui)比，SUS316要比SUS304耐腐(fu)蚀(shi)性要(yao)好(hao)，但(dan)二(er)者(zhe)使用时(shi)，必须涂防护胶。
PP材(cai)料：学(xue)名为聚丙(bing)烯，耐(nai)酸性(xing)能(neng)好，焊接(jie)性(xing)能好；具(ju)有良好(hao)机械加工性能(neng)，应(ying)用广(guang)泛(fan)，可(ke)以进(jin)行同(tong)种材(cai)料(liao)焊接，因(yin)此(ci)可以作(zuo)为(wei)结构件(jian)，但(dan)强度(du)不高，做(zuo)承力(li)件，需内衬(chen)钢(gang)材(cai)或增加(jia)材(cai)料(liao)厚(hou)度(du)；如(ru)果无(wu)法买到工(gong)业(ye)用PP材(cai)料，也可(ke)用(yong)民(min)用的PP-R材(cai)料(liao)，如(ru)热水管件等，但(dan)耐腐(fu)蚀不(bu)如前者(zhe)，只能(neng)进(jin)行热(re)熔(rong)焊(han)接(jie)；工业(ye)用PP材料，纯(chun)度可(ke)以(yi)保证，对于(yu)化学(xue)铣用工装(zhuang)，最(zui)好(hao)选(xuan)用工(gong)业(ye)级PP材(cai)料，不(bu)推荐(jian)采(cai)用民用(yong)PP管件(jian)，如必须采用，优(you)先选择使用PP-R热水管(guan)件。
SUS316耐酸(suan)能力(li)比(bi)SUS304强(qiang)，但(dan)SUS316在市场(chang)上(shang)很(hen)难(nan)买(mai)到，可以(yi)用(yong)SUS304代(dai)替，对工装(zhuang)使(shi)用(yong)过(guo)程没(mei)有(you)太(tai)大(da)影响(xiang)，仅仅是(shi)处(chu)于酸液(ye)中(zhong)的(de)时间(jian)，要略有(you)减(jian)少。
丁腈橡胶(jiao)：可(ke)作为垫(dian)片使用(yong)，现(xian)场使用后(hou)丁腈橡(xiang)胶(jiao)表面(mian)没有(you)变(bian)化(hua)，但(dan)材(cai)料硬(ying)度(du)略(lve)有降(jiang)低，外观(guan)表面(mian)颜(yan)色没(mei)有变化。
聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯(xi)：在化(hua)铣液(ye)中(zhong)有很(hen)好(hao)的(de)表(biao)现，由于聚(ju)四氟乙烯(xi)为(wei)高(gao)温(wen)压(ya)结材(cai)料，不适于(yu)进(jin)行同(tong)材料(liao)焊(han)接(jie)，同(tong)时与PP材料也无(wu)法(fa)进行(xing)塑料(liao)焊(han)接(jie)；该材料粘(zhan)接性(xing)能很(hen)差，除非(fei)表(biao)面清理(li)的非(fei)常干(gan)净。因此(ci)，聚四氟乙(yi)烯(xi)可以做螺(luo)钉、螺(luo)帽、垫片(pian)等单(dan)独(du)零(ling)件使(shi)用(yong)。
硬(ying)聚氯乙(yi)烯，又(you)叫PVC，虽然(ran)耐(nai)腐蚀性能(neng)好(hao)，但在试验中(zhong)微(wei)变性(xing)，因此(ci)设计(ji)化(hua)铣(xi)工装(zhuang)中(zhong)尽(jin)可(ke)能不(bu)采(cai)用(yong)此种材(cai)料(liao)，但该(gai)材(cai)料有国(guo)家标准(zhun)的(de)管件(jian)，设(she)计(ji)时也(ye)可采用，但(dan)不(bu)推(tui)荐(jian)，如(ru)有(you)必(bi)要，推(tui)荐(jian)采(cai)用(yong)pp-R管(guan)件。
1.2、粘(zhan)接技(ji)术
在(zai)工(gong)装设计过程(cheng)中，不(bu)可(ke)避免使用粘(zhan)接(jie)剂(ji)，通过对各种粘(zhan)接(jie)剂进行(xing)试验表明：环氧(yang)树脂、502胶水、PVC上(shang)下水(shui)胶具(ju)有(you)良(liang)好(hao)表现。
环(huan)氧(yang)树(shu)脂胶(jiao)：对(dui)金(jin)属和非(fei)金(jin)属具有(you)优异(yi)的粘合(he)力(li)、耐(nai)热(re)性(xing)、绝缘性、硬度(du)和(he)软性(xing)都好(hao)，可用于(yu)金属、非(fei)金(jin)属等材(cai)料(liao)的(de)粘合；现场可采用配制(zhi)环(huan)氧树(shu)脂(zhi)溶液(ye)进行(xing)工装(zhuang)零(ling)件间(jian)的(de)粘(zhan)接及较大(da)间隙填(tian)充(chong)，也可(ke)作为(wei)工(gong)装(zhuang)修理时填(tian)堵(du)磨损的面(mian)、孔(kong)修补等(deng)；当(dang)与(yu)化(hua)铣(xi)液长(zhang)时间(jian)接(jie)触(chu)，会(hui)腐蚀(shi)变薄(bao)，以此要(yao)及(ji)时(shi)复涂(tu)。
502胶水(shui)：对金(jin)属(shu)、非金属(shu)等(deng)具有(you)非常(chang)好(hao)的(de)粘接(jie)性(xing)能(neng)，试(shi)验(yan)发(fa)现(xian)，粘接(jie)件能长(zhang)时间(jian)浸在(zai)化铣液(ye)中(zhong)而(er)不开(kai)裂(lie)，如(ru)丁腈(jing)橡胶与(yu)PP材料(liao)粘(zhan)接、PP材料(liao)与(yu)不(bu)锈(xiu)钢粘(zhan)接(jie)等(deng)，但沾(zhan)接(jie)表面(mian)必须打(da)粗(cu)糙(cao)。
PVC上(shang)下(xia)水胶(jiao)：是(shi)一种(zhong)专门粘(zhan)接(jie)PVC材料的(de)粘接剂，包(bao)括(kuo)上水(shui)胶(jiao)、下水(shui)胶，在家(jia)庭(ting)装(zhuang)修时经常使用(yong)，但(dan)粘(zhan)接(jie)强度(du)不大，不(bu)能承受(shou)大(da)的(de)冲击(ji)，必要(yao)时要通(tong)过螺钉等(deng)固(gu)定；对(dui)PP材料(liao)也有(you)一定(ding)粘接(jie)作(zuo)用。
1.3 特(te)种焊(han)接(jie)技(ji)术
塑料(liao)焊(han)接(jie)：PP材(cai)料(liao)有(you)优良的(de)焊接(jie)能力，在化(hua)铣(xi)工(gong)装中(zhong)得到(dao)广(guang)泛(fan)应用(yong)；焊接(jie)采(cai)用PP焊(han)条（一般为(wei)厂(chang)家自制(zhi)，市(shi)场上也有(you)出(chu)售(shou)）通(tong)过(guo)热(re)风机(ji)（塑(su)料(liao)焊机，500度(du)以(yi)上空(kong)气）进(jin)行焊(han)接(jie)，保证焊(han)接(jie)质(zhi)量(liang)。
热熔(rong)焊接：如采(cai)用(yong)民(min)用PP-R材(cai)料，如采用(yong)塑料(liao)焊(han)接，焊接性能不(bu)好(hao)，建(jian)议(yi)采(cai)用(yong)热熔焊机(ji)对(dui)接(jie)焊(han)接；这种(zhong)方(fang)法可采(cai)用(yong)标准的PP-R材料上下(xia)水管(guan)件(jian)，如弯(wan)头等(deng)，可(ke)以(yi)化铣(xi)工装及相(xiang)关装(zhuang)备(bei)的设计、制(zhi)造(zao)等(deng)。
1.4、涂(tu)敷技术(shu)
由(you)于(yu)工(gong)装中经常(chang)使用不锈(xiu)钢钢(gang)材作(zuo)为(wei)承(cheng)力件，对(dui)其(qi)保(bao)护为(wei)重中(zhong)之重，主(zhu)要下面(mian)有(you)以下涂敷(fu)方法(fa)：
（1）热(re)浸PVC法(fa)：就是将工装(zhuang)放入(ru)PVC溶液中(zhong)，将溶液(ye)一(yi)层层(ceng)涂到(dao)工(gong)件上，粘(zhan)接力(li)较(jiao)好，涂层能(neng)抗轻微(wei)冲(chong)击(ji)。
（2）包涂(tu)法：利(li)用(yong)PP材料可以(yi)焊(han)接(jie)的性(xing)能，利用(yong)管(guan)、板(ban)等，将(jiang)工(gong)件整体进(jin)行(xing)包装，接口处采(cai)用(yong)焊接封(feng)口；在(zai)厚(hou)度(du)上(shang)可(ke)以自(zi)由(you)选择(ze)，但(dan)没有结合力，仅为包装(zhuang)，可以(yi)考(kao)虑(lv)与粘(zhan)接(jie)方(fang)法联合(he)使用(yong)。
（3）喷涂PVC法(fa)：采(cai)用(yong)塑(su)料喷(pen)涂(tu)设(she)备(bei)，对(dui)工(gong)装进(jin)行喷(pen)涂(tu)，有效(xiao)厚度(du)一(yi)般为(wei)1.5mm工装(zhuang)的(de)使用会受(shou)到限(xian)制。
（4）衬(chen)玻璃(li)钢(gang)法：采用环氧树脂和纤维(wei)布(bu)（或涤(di)纶布(bu)），在(zai)零件表(biao)面进行缠裹(guo)，3-4mm约缠10层，固定(ding)时间为24小时。可(ke)以(yi)对(dui)任(ren)何型面(mian)进(jin)行(xing)衬覆，粘(zhan)接力(li)好(hao)，强度高，但(dan)粘接剂(ji)必须(xu)为(wei)环(huan)氧树(shu)脂。
1.5、工装结(jie)构(gou)选(xuan)择(ze)
由于化铣中(zhong)需(xu)要不断(duan)搅拌，保证各(ge)加工面(mian)腐蚀速度一(yi)致，因此夹(jia)具优选(xuan)轮(lun)辐(fu)复合(he)结(jie)构，卧式、立式均(jun)可，在(zai)电(dian)机(ji)带(dai)动(dong)下，能缓缓(huan)旋(xuan)转(zhuan)，该(gai)结(jie)构(gou)具有(you)轻巧、强度(du)高、耐腐(fu)蚀(shi)好的(de)特(te)点(dian)。该化(hua)铣夹具(ju)主(zhu)要(yao)固定(ding)架(jia)、活(huo)动(dong)中轴(zhou)、垫(dian)片、紧锁螺母(mu)及紧固(gu)件(jian)组(zu)成(cheng)。
1.6、工(gong)装(zhuang)设计中(zhong)注意(yi)的(de)问(wen)题(ti)
（1）丁腈(jing)橡胶垫片无法(fa)固(gu)定(ding)：粘接面(mian)没(mei)有(you)打(da)毛(mao)，502胶水涂敷不够，没(mei)有垫片限位槽 。
（2）丁腈(jing)橡(xiang)胶(jiao)垫片表(biao)面(mian)失去(qu)弹(dan)性：材(cai)料老化，或502胶水(shui)涂在表面。
（3）涂敷玻(bo)璃(li)钢(gang)表(biao)面(mian)起(qi)鼓：纤维(wei)布(bu)透气性不好，里面有空(kong)气没有(you)排(pai)净。
（4）涂敷玻(bo)璃钢(gang)表(biao)面有坑：涂(tu)敷(fu)不(bu)到(dao)位，用环氧树脂(zhi)补(bu)添 。
（5）化(hua)铣(xi)工装(zhuang)使用(yong)后(hou)，里面有化(hua)铣液(ye)，没(mei)有(you)设计(ji)排(pai)出(chu)孔(kong)或该(gai)孔堵塞(sai)。
（6）使(shi)用(yong)后(hou)螺钉(ding)位置表面塌(ta)陷：PP材料(liao)比较软，加(jia)力(li)拧(ning)紧(jin)时，材料发生(sheng)塑(su)性(xing)变(bian)形(xing)；可用环氧(yang)树脂液(ye)修(xiu)补，或(huo)增加(jia)大垫(dian)片(pian)分(fen)散压(ya)应力。
2、化(hua)铣工(gong)装技术(shu)的不(bu)足(zu)与展望
化铣工(gong)艺有其(qi)独到(dao)的(de)优(you)势(shi)，随(sui)着(zhe)加(jia)工技(ji)术(shu)进步(bu)，对(dui)工(gong)装的(de)需(xu)求将会(hui)更加多样，而(er)设(she)计、制(zhi)造(zao)的工(gong)装(zhuang)手(shou)段(duan)有(you)很(hen)大的(de)局(ju)限(xian)性，本(ben)文只(zhi)从试(shi)验角度(du)对化(hua)铣工装(zhuang)进行(xing)阐述(shu)，没(mei)有涉(she)及更(geng)多材(cai)料(liao)，还(hai)有(you)很(hen)大的局限(xian)性，特别(bie)是(shi)对(dui)材料(liao)的使(shi)用状(zhuang)态数(shu)据(ju)，包括(kuo)使用寿(shou)命(ming)等，都(dou)没(mei)有确(que)切(qie)的数据支撑(cheng)；另(ling)外(wai)工(gong)装结(jie)构强(qiang)度(du)方面，还没(mei)有开(kai)展研(yan)究(jiu)。
相关链接
