一种电化学去料加工非晶合金的方法与流程

本发明涉及非晶合金
技术领域：
，具体为一种电化学去料加工非晶合金的方法。
背景技术：
：非晶合金材料具有高硬度、高强度、高耐磨、高弹性、高耐腐的优异性能，正是因为这种材料特性使产品的应用非常的广阔，特别是在要求纤细化、轻量化的3c产品应用中。非晶合金材料经过压铸工艺后成型成产品形状，然后经过切割浇口和渣包以及精密切削或磨削机加工后成为最终要的装配到手机中的零件。而在精密切削或磨削过程中，因为非晶材料的高硬度(约hrc50)使刀具的磨损量大幅增加，从而大大提高了产品的加工成本，进而限制了非晶产品的产业化进程。因此，寻找适合加工高硬非晶材料的加工方法成为了非常迫切的任务。本发明公开的一种电化学去料加工非晶合金的方法，用于解决上述问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种电化学去料加工非晶合金的方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区；s2.喷涂油墨；s3.电化学去料；s4.酸洗；s5.激光去喷层。优选的，还包括：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；使用热粘纸定位出非晶合金上所要加工的区域，避免非晶合金的表面覆盖油墨时加工区域的边界被覆盖，方便仿形纯铜准确定位加工区域，s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，电化学去料时需要向待加工区域喷射电解液，电解液容易溅射至非加工区域，破坏非加工区域表面，而在表面覆盖一层透明油墨可保护非加工区域不受电解液的侵蚀，同时不会覆盖热粘纸轮廓；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，使用喷射电解液的方法对非晶合金去料加工，加工出的形状即为仿形纯铜的形状，使得去料的形状好控制，电解液精准对准加工区域，加工效率高，成品率高，加工完成后无需进行后处理，即可获得光滑表面。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为10～12％的盐酸按质量比1：13～1：10混合，洗涤，干燥，加工完成后需要去除透明油墨，酸洗使透明油墨与非晶合金之间的结合力降低，使得透明油墨分子链接的结合力降低，方便后续使用激光将非晶合金表面的透明油墨去除。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：包括质量份为1的添加剂与质量份为8～13的蔗糖溶液；激光去除透明油墨时，保护溶液用于降低激光对非晶合金表面的损害。2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，使用激光可高效率的去除透明油墨涂层，加快非晶合金的生产效率；3)洗涤、干燥。优选的，所述s2中透明油墨的厚度为10～18μm，该厚度的透明油墨既可以有效保护非晶合金的非加工区域不被电解液侵蚀，又可以保证激光去涂层的效率较高。优选的，所述s2中的透明油墨为聚氨酯、聚酰胺、氯化聚丙烯中的一种或多种。优选的，所述s3中的电解液以质量百分比计包括15～20％的硝酸钠、13％～18％的碳酸钡、2～8％的氢氧化钾、40％～70％的纳米tio2，所述电解液的ph值为8～9。优选的，所述s3中电解液的喷射压力为0.5～10mpa，喷射流量为500～1300l/h，电解液温度为20～40℃，所述电解液的喷射压力、流量可根据去料区域的大小、形状调节，使得去料过过程精确可控，且使用冷加工的方式对非晶合金进行去料加工，使得透明油墨层稳定，加工过程中不会轻易剥落，保证非加工区域的安全性。优选的，所述s3中电源电压为350～490v，脉冲电源频率为12500-14000hz，所述根据去料区域的大小、形状，也可调节电源电压、电源频率等参数。优选的，所述非晶合金为锆基合金。优选的，所述s5中添加剂的制备方式是先将按质量份为4～6份的丙烯酸乙酯、1～1.5份的甲基丙烯酸甲酯、2～4份的己内酯改性丙烯酸酯、20～33份的二甲基甲酰胺充分混合得到基液，再将按质量份为38～42份的基液、2～3份的偶氮二甲酰胺混合，在密闭保护性气体下震荡反应，得到添加剂原料，然后将添加剂原料经过丙酮溶解、去离子水沉淀3～4次后，干燥得到添加剂，所述透明油墨被激光脱离非晶合金时，添加剂使得透明油墨分散在保护溶液中，避免透明油墨在非晶合金聚集，甚至重新粘附于非晶合金表面，加快透明油墨的去除效率。优选的，所述s5中激光的脉冲宽度为98.6～123.5ns，重复频率为89～96khz，波长为968.4～992nm，光斑直径为10～12mm，所述激光参数适用于透明油墨的脱离，并且在最大程度上减少激光对非晶合金表面的损害，使得非晶合金表面无需再次做抛光加工，提高了非晶合金材料的利用率与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1、本发明公开的一种电化学去料加工非晶合金的方法，使用喷射电解液的方法对非晶合金去料加工，加工出的形状即为仿形纯铜的形状，使得去料的形状好控制，电解液精准对准加工区域，加工效率高，成品率高，加工完成后无需进行后处理，即可获得光滑表面，且电解液的喷射压力、流量可根据去料区域的大小、形状调节，使得去料过过程精确可控，且使用冷加工的方式对非晶合金进行去料加工，使得透明油墨层稳定，加工过程中不会轻易剥落，保证非加工区域的安全性；2、本发明公开的一种电化学去料加工非晶合金的方法，电化学去料时需要向待加工区域喷射电解液，电解液容易溅射至非加工区域，破坏非加工区域表面，而在表面覆盖一层透明油墨可保护非加工区域不受电解液的侵蚀；3、本发明公开的一种电化学去料加工非晶合金的方法，透明油墨被激光脱离非晶合金时，添加剂使得透明油墨分散在保护溶液中，避免透明油墨在非晶合金聚集，甚至重新粘附于非晶合金表面，加快透明油墨的去除效率，激光参数适用于透明油墨的脱离，并且在最大程度上减少激光对非晶合金表面的损害，使得非晶合金表面无需再次做抛光加工，提高了非晶合金材料的利用率。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明s3电化学去料的结构示意图；图中：1、非晶合金；2、仿形纯铜；3、待加工区域；4、电解液。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，透明油墨的厚度为10μm，透明油墨为聚氨酯；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，电解液以质量百分比计包括15％的硝酸钠、13％的碳酸钡、2％的氢氧化钾、70％的纳米tio2，所述电解液的ph值为8，电解液的喷射压力为0.5mpa，喷射流量为1300l/h，电解液温度为20℃，电源电压为490v，脉冲电源频率为14000hz，非晶合金为锆基合金。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为10％的盐酸按质量比1：13混合，洗涤，干燥。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：包括质量份为1的添加剂与质量份为8份的蔗糖溶液，添加剂的制备方式是先将按质量份为4份的丙烯酸乙酯、1份的甲基丙烯酸甲酯、2份的己内酯改性丙烯酸酯、20份的二甲基甲酰胺充分混合得到基液，再将按质量份为38份的基液、2份的偶氮二甲酰胺混合，在密闭保护性气体下震荡反应，得到添加剂原料，然后将添加剂原料经过丙酮溶解、去离子水沉淀3次后，干燥得到添加剂；2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，激光的脉冲宽度为98.6ns，重复频率为89khz，波长为968.4nm，光斑直径为10mm；3)洗涤、干燥实施例2：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，透明油墨的厚度为18μm，透明油墨为氯化聚丙烯；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，电解液以质量百分比计包括20％的硝酸钠、18％的碳酸钡、8％的氢氧化钾、54％的纳米tio2，所述电解液的ph值为9，电解液的喷射压力为10mpa，喷射流量为500l/h，电解液温度为40℃，电源电压为350v，脉冲电源频率为12500hz，非晶合金为锆基合金。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为12％的盐酸按质量比1：10混合，洗涤，干燥。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：包括质量份为1的添加剂与质量份为13的蔗糖溶液，添加剂的制备方式是先将按质量份为6份的丙烯酸乙酯、1.5份的甲基丙烯酸甲酯、4份的己内酯改性丙烯酸酯、33份的二甲基甲酰胺充分混合得到基液，再将按质量份为42份的基液、3份的偶氮二甲酰胺混合，在密闭保护性气体下震荡反应，得到添加剂原料，然后将添加剂原料经过丙酮溶解、去离子水沉淀4次后，干燥得到添加剂；2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，激光的脉冲宽度为123.5ns，重复频率为96khz，波长为992nm，光斑直径为12mm；3)洗涤、干燥实施例3：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，透明油墨的厚度为14μm，透明油墨为聚酰胺；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，电解液以质量百分比计包括18％的硝酸钠、15％的碳酸钡、6％的氢氧化钾、61％的纳米tio2，所述电解液的ph值为8.5，电解液的喷射压力为5mpa，喷射流量为900l/h，电解液温度为31℃，电源电压为420v，脉冲电源频率为13200hz，非晶合金为锆基合金。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为11％的盐酸按质量比1：12混合，洗涤，干燥。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：包括质量份为1的添加剂与质量份为11的蔗糖溶液，添加剂的制备方式是先将按质量份为5份的丙烯酸乙酯、1.3份的甲基丙烯酸甲酯、3份的己内酯改性丙烯酸酯、27份的二甲基甲酰胺充分混合得到基液，再将按质量份为40份的基液、2.5份的偶氮二甲酰胺混合，在密闭保护性气体下震荡反应，得到添加剂原料，然后将添加剂原料经过丙酮溶解、去离子水沉淀3次后，干燥得到添加剂；2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，激光的脉冲宽度为103ns，重复频率为92khz，波长为882nm，光斑直径为11mm；3)洗涤、干燥对比例1：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，透明油墨的厚度为6μm，透明油墨为聚氨酯；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，电解液以质量百分比计包括15％的硝酸钠、13％的碳酸钡、2％的氢氧化钾、70％的纳米tio2，所述电解液的ph值为8，电解液的喷射压力为0.5mpa，喷射流量为1300l/h，电解液温度为20℃，电源电压为490v，脉冲电源频率为14000hz，非晶合金为锆基合金。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为10％的盐酸按质量比1：13混合，洗涤，干燥。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：包括质量份为1的添加剂与质量份为8份的蔗糖溶液，添加剂的制备方式是先将按质量份为4份的丙烯酸乙酯、1份的甲基丙烯酸甲酯、2份的己内酯改性丙烯酸酯、20份的二甲基甲酰胺充分混合得到基液，再将按质量份为38份的基液、2份的偶氮二甲酰胺混合，在密闭保护性气体下震荡反应，得到添加剂原料，然后将添加剂原料经过丙酮溶解、去离子水沉淀3次后，干燥得到添加剂；2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，激光的脉冲宽度为98.6ns，重复频率为89khz，波长为968.4nm，光斑直径为10mm；3)洗涤、干燥对比例2：一种电化学去料加工非晶合金的方法，包括步骤：s1.遮蔽去料区：使用热粘纸覆盖非晶合金的待加工区域；s2.喷涂非去料区：在非晶合金的非加工区域表面覆盖一层透明油墨，透明油墨的厚度为10μm，透明油墨为聚氨酯；s3.电化学去料：以非晶合金为正极，以仿形纯铜为负极，依热粘纸的轮廓向待加工区域喷射电解液，对非晶合金进行电解去料，电解液以质量百分比计包括15％的硝酸钠、13％的碳酸钡、2％的氢氧化钾、70％的纳米tio2，所述电解液的ph值为8，电解液的喷射压力为0.5mpa，喷射流量为1300l/h，电解液温度为20℃，电源电压为490v，脉冲电源频率为14000hz，非晶合金为锆基合金。s4.酸洗：将s3得到的非晶合金与质量分数为10％的盐酸按质量比1：13混合，洗涤，干燥。s5.激光去涂层：1)制备保护溶液：使用蔗糖溶液；2)激光去涂层：将s4得到的非晶合金置入保护溶液中进行激光剥离，激光的脉冲宽度为98.6ns，重复频率为89khz，波长为968.4nm，光斑直径为10mm；3)洗涤、干燥对比例3：使用传统的cnc(数控机床加工)切削加工方法对非晶合金去料加工。实验1：使用实施例1～3和对比例1的方式对非晶合金做去料加工，去料深度为0.5cm，加工数量为100件，使用显微镜观察实施例1和对比例1得到的产品表面，并计算产品微瑕疵面积占总面积的比值，统计得到表1：表1由表1中实施例1～3与对比例1的对比可知，对比例1中透明油墨的厚度为6μm时，微瑕疵面积占总面积比值为0～0.2％的工件数量只有56件，还有8件产品的微瑕疵面积占总面积比值达到了1～10％，产生了较大的废品率，说明电解液的飞溅对产品表面产生了侵蚀，说明透明油墨可以对产品表面形成有效的保护，选择合适的透明油墨的厚度可避免对非晶合金进行后续加工，减少加工工艺，提高了加工效率。实验2：使用实施例1～3和对比例2的方式对非晶合金做去料加工，去料深度为0.5cm，加工数量为100件，统计具有油墨残留的产品数量，得到表2：表2实施例1实施例2实施例3对比例2油墨残留的工件数量(件)00033由表2中实施例1～3与对比例2的对比可知，对比例2在激光去涂层的保护溶液中无添加剂，具有油墨残留的产品数量达到33件，透明油墨在分离工件表面时，分离效果较差，产生了二次附着，需要后续处理。实验3：使用实施例1～3和对比例3的方式对非晶合金做去料加工，去料深度为0.5cm，至实施例1～3仿形纯铜或对比例3刀具的报废，统计得到表1：表3实施例1实施例2实施例3对比例3工件数量(件)56157256999使用实施例1～3和对比例3的方式对非晶合金做去料加工时，对比例3在加工至第100个工件时，刀具报废，需要更换，此时实施例1～3的仿形纯铜基本完好，结合表3，说明使用本发明公开的方法对非晶合金做去料加工，加工效率有了极大的提高，且设备损耗率较低，使得非晶合金去料加工的成本降低，利于非晶合金的推广应用。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12