
ICS 25. 020 CCS J 39
准
团
体 标
T/CAMMT 28——2020
金属表面电解质等离子抛光工艺规范
Technical Specification for Metal Surface Electrolysis and Plasma Polishing
2020-11-23实施
2020-11-23 发布
中国机械制造工艺协会 发布
T/CAMMT 28—2020
目次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 工艺流程 5 技术要求 6 检验. 附录A(资料性附录)电解质等离子抛光方法原理附录B(规范性附录)金属零件表面抛光前检验报告. 附录C(规范性附录)金属零件表面抛光后检验报告……
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前言
本文件按照 GB/T 1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国机械制造工艺协会提出。 本文件由中国机械制造工艺协会标准化工作委员会归口。 本文件主要起草单位:西安增材制造国家研究院有限公司、哈尔滨工程大学、中唯精密工业有限
公司、中国航发动力股份有限公司。
本文件主要起草人:王季、孔降宇、王磊、王力、刘越盟、孔凡凯、于成泽、刘点、董少锋。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件版权归中国机械制造工艺协会所有。未经事先书面许可,本文件的任何部分不得以任何形式
或任何手段进行复制、发行、改编、翻译、汇编或将本文件用于其他任何商业目的等。
II
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金属表面电解质等离子抛光工艺规范
1范围
本文件规定了金属表面电解质等离子抛光工艺流程、技术要求和检验方法。 本文件适用于金属表面电解质等离子抛光工艺。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1031 产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值 GB/T 20967 无损检测 目视检测总则
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电解质等离子 electrolysis and plasma 在高电压的作用下通过溶液产生气体,并使气体进入等离子态。
3.2
电解质等离子抛光 electrolysis and plasr ma polishing 金属在高电压及适当的盐溶液中作为阳极,利用其表面形成的等离子态气层实现的抛光处理。
3.3
电解质等离子抛光技术 electrolysis and plasma polishing technology 将需要进行表面处理的金属零件作为阳极沉入低浓度的中性盐配制的溶液中,在零件表面形成等
离子态的气层,气层通过放电去除作用对金属表面进行抛光、除锈、去毛刺等处理,得到光整的金属表面的技术
注:电解质等离子抛光方法原理见附录A。
3.4
抛光液 polishing solution 用于电解质等离子抛光的低浓度盐溶液,针对不同金属需使用不同成分、浓度的抛光液,该溶液可
通过补充盐循环使用,溶液PH值5-7,浓度1-10wt%。 3.5
金属表面metal surfaces 电解质等离子抛光技术原理上适用于所有金属表面抛光,目前可适用的金属包括:一般碳钢、不锈
钢、高温合金、部分铜合金、部分铝合金、部分钛合金。
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4工艺流程
金属表面电解质等离子抛光工艺流程见图1。
准备工装
抛光液加热
开机
添加抛光液
工件上架
清洗吹干
加电压
入库
抛光
图1金属表面电解质等离子抛光工艺流程
5技术要求 5.1一般要求 5.1.1操作者应具有一定专业理论知识和实践经验,经培训考核合格后方能操作设备。 5.1.2使用设备应配备合格证、用户使用说明书等,且包含定期检查的项目、周期和标准等。 5.1.3使用抛光零件材料应符合相应的国家、行业或其他标准规定,且规格参数标注清晰可见。 5.1.4工作环境温湿度等应符合设备工作要求。 5.1.5测量工具、试验仪器等应符合国家相关标准。 5.2抛光要求 5.2.1金属零件表面允许的去除量一般为0.01mm-1mm。 5.2.2金属零件抛光后表面粗糙度值Ra可提高1~2级。粗糙度取决于零件表面原始粗糙度、允许的去除量及留有的加工余量。 5.2.3金属零件表面抛光后如有特殊检验要求,应给出检测项目及达到的技术参数等。 5.2.4金属零件表面抛光后如有性能试验要求,应给出试验项目及达到的技术参数等。 5.3抛光前准备
应正确填写金属零件基本信息见附录B,如: a) 金属材料的牌号、批次; b) 金属零件成型方式,如金属表面是否经过加工、何种加工等; c) 检测金属零件表面粗糙度等。
5.4抛光步骤 5. 4. 1 工装夹具
根据金属零件形状和用途等确定金属零件的装夹位置,准备工装夹具,工装夹具的材质一般采用不锈钢或者与金属零件相同的材质,确保金属零件与夹具紧密接触,且接触面积不小于金属零件表面积的 5% 。
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5.4.2抛光液与抛光液槽
根据金属零件材质信息选择抛光液与需用抛光液槽,且抛光液槽的表面积不小于金属零件表面积的5倍,抛光液槽每次使用前应用清水清洗两遍以上。 5.4.3抛光液加热
将抛光液注入清洗后的抛光液槽中,开启抛光液槽搅拌的功能,并将抛光液加热到预定温度(80- 95℃)。 5.4.4设定抛光参数
设定加工电压(250~400V)、上限电流(600A)、挂架下降速度、下潜深度、挂架上升速度、抛光时间、是否开启搅拌等参数。 5.4.5工件上架
通过工装夹具将金属零件固定在挂架上,确保夹具与挂架紧密接触,且接触面积不小于金属零件表面积的5%。
5.4.6抛光
启动设备, 开始加工。加工过程 终关注电济 化,如果超过上限电流,而设备本身的限流保护没有发挥作用切断电源时, 应立即手动 启断电保 开关,停止加工。 5.4.7 清洗
抛光结束后,升起挂架, 取出金属零件立 即清洗,根据金属零件表面情况选择冷水、温水、或者清洁溶液彻底清洗金属零件 5.4.8烘干
烘干金属零件, 根据具体要求 金属表面是否进行涂油处理。
6检验
6.1总则
根据抛光要求对经过抛光处理后的金属表面进行检验,包括:外部表面,内部深孔、流道等位置进行金属表面去除量检测、粗糙度检测等。 6.2检验项目及检验方法 6.2.1金属零件整体外观质量按GB/T20967进行目视检查 6.2.2金属零件外部表面,内部深孔、流道等表面去除量与允许尺寸范围,按报送金属零件抛光的厂家提出的金属零件抛光要求用相应精度的量具进行检验。 6.2.3金属零件表面粗糙度测量按GB/T1031的规定进行检验。 6.2.4金属零件所需力学性能试验,由双方协商确定性能试验项目和检验规则。 6.2.5金属零件所需特殊检验,由双方协商确定检验要求。 6.3检验报告
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6.3.1检验报告的格式和内容见附录C,检验报告中零件的材质、加工方式和抛光处理记录等应认真填写。 6.3.2检验报告应包括不限于以下内容:
a) 零件名称、数量、批次及尺寸等说明; b) 经过抛光处理后的金属零件表面状态检验; c) 检验人员、日期; d) 特殊检验或试验要求,确定具体出具报告
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附录A (资料性附录)
电解质等离子抛光方法原理
电解质等离子抛光的基本模型如图A.1,金属零件1作为加工阳极,抛光液3作为加工阴极。抛光时金属零件1在远超电解电压值的直流高压(250~400V)下,浸入到一定温度和浓度的抛光液3 中,抛光液3首先进入电解状态,同时整个系统由于抛光液3与金属零件1直接接触而出现瞬时短路,放出大量的热,使金属零件1表面的抛光液瞬间汽化,在金属零件1与抛光液3之间会形成相对稳定的以水蒸气为主的气层,把金属零件1和抛光液3完全隔开,因气层2的存在极大提高了阳极金属零件1与阴极抛光液3之间的电阻,形成局部高压,气层2被电离击穿放电,局部形成放电通道,产生等离子体,同时因在微观凸起位置的电场强度更大,放电通道更多地在微观凸起位置产生,更多地将微观凸起位置的材料去除,最终导致金属表面与气层之间发生强烈且复杂的等离子体物理及化学作用,其电流、电压等特性完全超出电解加工的范畴,使被加工的金属表面生成化学反应产物的同时又被放电去除,当放电去除的速度大于化学反应产物生成速度时,金属表面出现抛光效果,即光亮度提高,金属表面粗糙度值下降。
说明: 1——金属零件;
一气层;
2 3— 一抛光液; 4- -抛光液槽;
5 电源。
图A.1电解质等离子抛光基本模型