一般情况下镀层不需要进行磨削等机械加工,但是某些零件有特殊要求,对位置精度和尺寸精度要求高,而表面粗糙度要求低或者镀层过厚超过了标准尺寸时,就必须进行机械加工。机械加工的方法很多,但镀层薄,较多的是磨削、研磨、抛光等精整加工。当确定了要对镀层加工时,在镀前设计和电镀过程中要注意留有适当的加工余量,使加工后的表面层一定是零件的工作层,选出并保护好工艺基准,主要是定位基准和测量基准。
(一)加工特点
①进行磨削加工的镀层大多是硬度较高的镀层,通过加工可以得到较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。对镀层和基体的结合强度也是一次实际的检验,只有在加工过程中镀层不出现起皮、脱落的现象,才可以证明镀层和基体的结合良好。
②镀层的磨削余量较小,一般为0.10~0.20mm,因此在磨削时,应对零件预先有较好的找正,不致有太大的偏差。
③镀层与基体的结合属电化学结合,加工时若磨削力太大或冲击镀层,则可能会造成镀层崩落,因此必须精心仔细地操作。
④镀层在磨削时,有时能看到火花,有时可能因为很微弱而难以观察到,操作时要仔细观察,以免进刀量过大,或发生冲击镀层的现象。
(二)磨削加工的方法
需要磨削加工的镀层必须留有合适的加工余量,这对保证镀层的磨削质量非常重要,同时还应该考虑生产效率及加工成本等问题。余量留得过大,增加了镀层的人工成本和材料的耗费;余量太小时,又不能保证磨削的质量。磨削余量还应根据镀层本身的厚度要求和表面粗糙度考虑。此外镀层材料的性质及所用加工设备、精度等因素与磨削余量的大小也有关系。对轴类零件,直径在50mm以下时,镀层的单边磨削余量应留0.10~0.15mm,直径大于50mm时,余量应留0.20mm左右。平面类零件的磨削余量,要根据镀件的平面度和粗糙度而定,一般为0.10~0.20mm。对于孔类镀件磨削余量应略大于轴类,因为孔类镀件较难加工控制,易变形,表面粗糙度也难以保证。
磨削加工可用干法和湿法两类,从磨削后的镀层质量看,用湿磨法比较好。因为镀层的硬度高,加工时产生热量,若不及时冷却降温,会把镀层烧灼。因此磨削余量较大时一定要用冷却液冷却加工件和砂轮,冷却液最好用苏打水,它流动性好,冷却能力强,并对镀层表面残留的酸性有中和作用,对机床设备无害,但当磨削余量较小时,应用干法磨削,以便能较精确地把握尺寸的精度。
(三)磨削的工艺条件
1.磨削轮的选择
镀层的材料、性质和加工要求是选择砂轮的主要因素,磨削大多数是用于铬、镍、钴等金属镀层。以采用绿色碳化硅砂轮较好,砂轮的粒度为60#~80#,硬度为中软,结合剂为陶瓷,组织状态中等,使用的砂轮尺寸根据零件而定。也可以选用性能与碳化硅相似的白刚玉砂轮。
2、砂轮转速
按下式计算:
U1×1000
n₁=—————— (6-3)
πD₁
式中n1——砂轮转速,r/min;
U¹——砂轮的圆周线速度,m/s;
D₁——砂轮直径,mm。
在外圆磨时,一般取U¹=35m/s左右;在内孔磨时,取U¹=20m/s,
3.镀件的转速
按下式计算:
U2×1000×60
n2=—————— (6-4)
πD₂
式中n2——镀件的转速,r/min;
U2——镀件的圆周线速度,m/min;
D₂——镀件加工部位的直径。
U2取15~40m/min。
4.纵向进给量
按下式计算:
S纵=(0.2~0.3)B (6-5)
式中S纵——纵向进给量,mm/r;
B——砂轮宽度,mm。
纵向进给量(S纵)表示零件每转一周时,砂轮与要件轴向相对移动的距离,它与秒轮宽度(B)有关。粗磨时,可取得大些,精磨时取得小些。
5.横向进给量
横向进给量S横,即砂轮每一往复行程磨削镀层的深度。一般取S横=0.01~0.04(mm/往复行程)。
6.磨削加工后的质量及补救措施
镀层经磨削加工后,表面质量比较好,粗糙度Ra在0.8μm以下,经磨削后,如果局部出现不是所要求的工作层,例如原设计磨削后的工作层为镍,结果有局部露铜时,应将镀层再磨去0.04~0.06mm,再重新补镀到要求的标准尺寸,补镀后不需再磨。
本文转载自《电镀前处理与后处理》编著 李异
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