CN105132918B - 铜合金材料去除毛刺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种铜合金材料去除毛刺方法，包括如下步骤：1)先用超声波将预处理的铜合金材料进行超声波处理；2)将步骤1)超声波处理后的铜合金材料放入去毛刺剂中进行化学去除毛刺即可；其中，按照重量百分数计算，所述去毛刺剂由以下组份组成：硫酸3％‑5％，双氧水5％‑20％，稳定剂0.5％‑2％，光亮剂0.5％‑2％，缓蚀剂0.3％‑1％，余量为水。该方法先对铜合金材料进行超声波除油，再把铜合金材料放入去毛刺剂中，发生化学反应，金属以离子形式转到溶液中，溶液中的金属离子与去毛刺剂的组份发生化学反应后聚集在零件表面，形成一层类似于网状的粘液膜，提高铜合金材料表面光亮性和抗氧化性，去除毛刺率达到99％。

Description

铜合金材料去除毛刺方法

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种铜合金材料去除毛刺方法。

背景技术

铜合金材料精密机械加工过程中在边棱处会产生多余的毛刺。毛刺的存在将影响铜合金材料精密元件的精度，同时会给产品检测工序造成极大的正负偏差，加工工件常被误判为不合格品。带有毛刺的精密部件还会影响总体装配质量。

铜合金材料是精密零部件加工中大量使用的材质之一，高效去除铜合金材料精密零部件毛刺是精密加工中经常遇到的问题。去除毛刺不仅可以提高工件的加工精度、装配精度，还可以改变工件的使用性能和提高工件的使用寿命，改善外观质量和工件在使用过程中对工人操作安全的影响，甚至有利于提高整个使用过程中的可靠性和稳定性，降低制造成本，给工厂带来巨大的经济效益。

尽管去毛刺的方法很多，但是选择时要根据工件的材料特性、形状、尺寸、加工精度、生产批量和毛刺的位置、大小、硬度以及去毛刺的经济效果与实现可能性进行综合考虑。去毛刺方法的选择是否恰当，直接关系到去毛刺的效果和加工成本。下面列出几种主要的去毛刺方法：

(1)滚筒研磨法

把一定比例的工件和磨料放在滚筒中，然后封闭，在滚筒转动过程中，使零件与磨料产生磨削，零件与零件间也产生磨削，从而去除毛刺。为了提高效率，不仅让滚筒回转，而且使其达到离心流动、自公转和上下移动、正反高速回转、上下左右往复、涡流式运动、龙卷运动等，使工件和研磨料之间更好的相对运动。这种设备价格便宜，生产效率高，适合于去除刚性较好的各种工件和冲压件的毛刺以及锻、铸毛坯件的飞边和毛刺。对于厚度在0.5mm以下和容易变形的零件不易采用。

(2)高温去毛刺(热力去毛刺)

将零件装入燃烧室内，密封后，将一定体积比的氢和氧通入燃烧室，经点火燃烧，产生瞬间高温、高压和冲击波。在高温下，零件的毛刺因其体积小而表面积大被迅速加热至自熔温度，并与剩余的氧化合成氧化物而自行脱落，从而去除毛刺。与此相反，由于爆燃时间极短，零件的基本金属体积大，表面积小，温升有限，不足以造成基体材料物理性质的变化，因而不伤害零件。热力去毛刺的最大优点是可加工盲孔、深小孔、交叉孔、窄缝隙等部位的毛刺。对于不同材质的零件，只需调整工艺参数，勿需更换工作介质，可有效的控制产品质量。但是，这种方法也有局限性，例如，不适于低熔点合金材料，若零件的面、体积比过大(大于20)，则会在去毛刺的同时烧坏零件本身，一般去除毛刺的厚度应小于材料厚度的十倍以上。目前，由于燃烧室尺寸的限制，外形尺寸大或很长的零件均不适合用这种方法去毛刺。国内生产的热力去毛刺机嫩烧室的尺寸为最大直径250mm，最大高度300mmp。

(3)机械刷去毛刺

采用如钢丝、铜丝、嵌入磨粒的尼龙丝等材料做成各种形式的刷子，可以像换刀具一样更换刷子，实现对工件去毛刺和光整加工。刷子去毛刺可实现柔性加工，既可去除毛刺，也不会损伤加工表面。根据内、外加工表面的形状，可以制作各种类型的金属刷和尼龙刷，因而适应性广。但这种方法难于应用在截形不一致的零件。另外，硬毛刷形成的加工表面往往不便于随后的处理。

(4)挤压珩磨去毛刺(磨料流动加工)

采用一种含磨粒的半流动状态的粘性磨料，放置在一个磨料室中，两端各有一个汽缸，使胶状物来回通过被加工零件型腔，零件在磨料的这种往复流动过程中，受到最大的阻滞处具有较大的腐蚀能力而将型腔内及孔口边缘毛刺去除。其主要优点是，凡是磨料流经的地方均可去除毛刺，可去除复杂零件的毛刺，不产生高温，不形成加工后残余应力和应变层，更不会产生二次毛刺。但是，该方法也受到限制，例如加工的最小孔径为0.35mm，毛刺的最大厚度为0.3mm，倒棱的最大半径为1～1.5mm，表面粗糙度Ra大于0.2μm。这种方法不适于加工很长的零件及在盲孔中去除毛刺。

(5)磁力研磨法

通过磁力吸住磁性磨料在加工面上按程序移动进行光整加工。加工时，将铁磁性磨料和工件置于两磁极之间。在两磁极之间形成直流磁场时，铁磁性磨料形成磁性研磨刷。使磁极或工件旋转并振动，从而使研磨刷对工件产生相对运动，发挥磨削工件表面的作用，以达到去毛刺和抛光的目的。其应用面很宽，几乎不受零件的形状限制，如端面、外圆、内圆、平面、球面、曲面等都能进行研磨抛光，同时将毛刺去除。

(6)水喷射去毛刺

利用专用喷嘴中喷出的高压水所造成的冲击能量去除毛刺。该法对去除深孔和小直径孔的毛刺很有效，特别适合用于去除复杂形状零件在机械加工后形成的多种毛刺。水喷射去毛刺可去除复杂形状零件上的多种毛刺，但这种方法需专用设备，费用较高，适用于批量大的生产。磨料分级要求严格，且需控制尘埃。

发明内容

为解决现有铜合金材料毛刺处理工艺复杂、成本高且效果差的问题，本发明提出一种铜合金材料去除毛刺方法，该方法先对铜合金材料进行超声波除油，再把铜合金材料放入去毛刺剂中，发生化学反应，金属以离子形式转到溶液中，溶液中的金属离子与去毛刺剂的组份发生化学反应后聚集在零件表面，形成一层类似于网状的粘液膜，提高铜合金材料表面光亮性和抗氧化性，去除毛刺率达到99％。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种铜合金材料去除毛刺方法，包括如下步骤：

1)先用超声波将预处理的铜合金材料进行超声波处理；

2)将步骤1)超声波处理后的铜合金材料放入去毛刺剂中进行化学去除毛刺即可；

其中，按照重量百分数计算，所述去毛刺剂由以下组份组成：硫酸3％-5％，双氧水5％-20％，稳定剂0.5％-2％，光亮剂0.5％-2％，缓蚀剂0.3％-1％，余量为水。

进一步，所述步骤2)处理条件为反应温度为40-50℃，反应时间10-15分钟。

进一步，所述稳定剂选自EDTA和/或DTPA。这里DTPA是二乙胺五乙酸的英文缩略式。

进一步，所述光亮剂选自甲苯磺酰胺、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和烯丙基磺酸钠中的一种或者多种。

进一步，所述缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。

进一步，所述硫酸浓度为1mol/L-5mol/L。

本发明的有益效果：

本发明的铜合金材料毛刺处理工艺进行去毛刺处理，时间短，加工出来的产品精密度高、光亮性好。超声波+化学法去除毛刺的同时，在工件基体表面形成一层均匀致密的保护膜，隔绝基体发生腐蚀反应。

具体实施方式

实施例1

先对铜合金材料进行超声波除油，放入超声波中强力超声5分钟，再将铜合金材料浸入去毛刺剂中，升温至45℃，反应时间10分钟，然后将铜合金材料取出使用。

去毛刺剂配方：1mol/L硫酸5kg，双氧水10kg，EDTA 1.0kg，甲苯磺酰胺0.5kg，甲基苯骈三氮唑0.3kg，水83.2kg。

铜合金材料毛刺去除率达到99.2％。

实施例2

先对铜合金材料进行超声波除油，放入超声波中强力超声8分钟，再将铜合金材料浸入去毛刺剂中，升温至40℃，反应时间15分钟，然后将铜合金材料取出使用。

去毛刺剂配方：2mol/L硫酸4kg，双氧水15kg，DTPA 1.5kg，十二烷基硫酸钠1.5kg，甲基苯骈三氮唑0.5kg，水77.5kg。

铜合金材料毛刺去除率达到100％。

实施例3

先对铜合金材料进行超声波除油，放入超声波中强力超声10分钟，再将铜合金材料浸入去毛刺剂中，升温至45℃，反应时间15分钟，然后将铜合金材料取出使用。

去毛刺剂配方：4mol/L硫酸5kg，双氧水10kg，DTPA 1.5kg，烯丙基磺酸钠1.2kg，甲基苯骈三氮唑0.6kg，其余为水。

铜合金材料毛刺去除率达到99.5％。

实施例4

先对铜合金材料进行超声波除油，放入超声波中强力超声10分钟，再将铜合金材料浸入去毛刺剂中，升温至45℃，反应时间15分钟，然后将铜合金材料取出使用。

去毛刺剂配方：3mol/L硫酸3kg，双氧水20kg，DTPA 0.5kg，烯丙基磺酸钠2.0kg，甲基苯骈三氮唑1.0kg，水73.5kg。

铜合金材料毛刺去除率达到99.8％。

实施例5

先对铜合金材料进行超声波除油，放入超声波中强力超声10分钟，再将铜合金材料浸入去毛刺剂中，升温至45℃，反应时间15分钟，然后将铜合金材料取出使用。

去毛刺剂配方：5mol/L硫酸5kg，双氧水5kg，DTPA 2.0kg，聚乙二醇2.0kg，甲基苯骈三氮唑1.0kg，水85kg。

铜合金材料毛刺去除率达到100％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (4)

1.一种铜合金材料去除毛刺方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)先用超声波将预处理的铜合金材料进行超声波处理；

2)将步骤1)超声波处理后的铜合金材料放入去毛刺剂中进行化学去除毛刺即可；

其中，按照重量百分数计算，所述去毛刺剂由以下组份组成：硫酸3％-5％，双氧水5％-20％，稳定剂0.5％-2％，光亮剂0.5％-2％，缓蚀剂0.3％-1％，余量为水；所述稳定剂选自EDTA和/或DTPA；所述缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。

2.根据权利要求1所述的铜合金材料去除毛刺方法，其特征在于，所述步骤2)处理条件为反应温度为40-50℃，反应时间10-15分钟。

3.根据权利要求1所述的铜合金材料去除毛刺方法，其特征在于，所述光亮剂选自甲苯磺酰胺、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和烯丙基磺酸钠中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的铜合金材料去除毛刺方法，其特征在于，所述硫酸浓度为1mol/L-5mol/L。