微小孔加工方法

微小孔的电解加工工艺研究陈辉;王玉魁;王振龙【摘要】为了研究微小孔的电解加工工艺,采用在线加工的微细电极和超短脉冲电压,以及复合电解液电解加工微小孔.通过在线加工电极,避免了电极的二次装夹,提高了加工孔时的定位精度.实验中,分析了不同种类的电解液及其浓度、加工电压以及脉冲宽度对微小孔加工精度的影响.实验结果表明,添加络合剂的钝化电解液既能溶解阳极的电解产物,避免发生短路,提高了加工的稳定性,又不会增大加工间隙.而超短脉冲电压能明显减小微小孔加工的侧面间隙,并保证孔直径的一致性.【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】5页(P17-20,31)【关键词】微细电解;微细电极;微小孔;超短脉冲电压【作者】陈辉;王玉魁;王振龙【作者单位】哈尔滨工业大学微系统与微结构教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学微系统与微结构教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TG662微小孔结构在微小机械零件加工中占有重要的比重。

一般将直径0.3～1.0mm的孔称为小孔,将直径＜0.3mm的孔称为微孔。

微小孔的应用十分广泛,如燃料喷嘴(内燃机)、化纤细丝喷嘴、医用流量计、喷码机喷嘴等的微小孔加工[1]。

微小孔的加工方法有机械钻削、冲压、电火花加工、超声加工、激光加工、电子束加工和离子束加工等。

与其他加工方法相比,由于电解加工金属是以离子形式去除,对材料的破坏小,几乎没有切削力,很适合金属材料的微细加工[2]。

电解加工微小孔的方法有多种。

如:掩膜电解加工可在镍、钼、不锈钢等金属材料上加工微小孔,用于喷墨打印机喷嘴和MEMS器件[3];喷射电解液电解加工,可在钛表面快速加工数百个孔,在曲面上也能加工出高深径比的孔,但它的加工精度与掩膜加工相比低很多[4]。

德国的研究人员采用纳秒超短脉冲电源,可把工件上的电化学反应限制在几微米的范围内,为电化学微细加工金属材料奠定了基础。

高分子材料微孔加工全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高分子材料微孔加工是一种工艺技术，用于在高分子材料中制造微小孔隙。

这种加工技术可以在高分子材料中形成微观结构，提供了一种有效的方法来改善材料的性能和功能。

在生物医学领域、纳米技术领域和传感器技术领域，高分子材料微孔加工技术有着广泛的应用。

高分子材料微孔加工技术的发展，主要是基于受控裂解和化学反应的原理。

通过控制材料的结构和化学组分，在高分子材料中形成密集的孔隙结构。

这些微孔结构可以提高材料的表面积和孔隙率，增加材料的吸附性能和渗透性能。

高分子材料微孔加工技术还可以调控材料的力学性能、光学性能和电学性能，从而提高材料的综合性能。

在生物医学领域，高分子材料微孔加工技术可以用于制造生物医学材料。

通过在高分子材料中形成微孔结构，可以提高材料的生物相容性和生物降解性，促进生物组织的生长和修复。

高分子材料微孔加工技术还可以用于制造药物载体材料，提高药物的输送效率和生物利用率。

第二篇示例：高分子材料微孔加工技术是一种广泛应用于材料科学和工程领域的重要加工技术，它能够实现对高分子材料微观结构的精确调控和加工。

高分子材料微孔加工技术采用一定的加工方法和工艺流程，通过对高分子材料进行加工，形成微小的孔洞结构，从而改变材料的性能和功能。

一、高分子材料微孔加工的意义高分子材料是一类具有分子量很大的聚合物，具有独特的物理和化学性质，被广泛应用于工程材料、医疗器械、生物材料等领域。

在许多应用场景下，高分子材料需要具有微孔结构，以满足特定的性能和功能要求。

高分子材料微孔加工技术就是为了实现这一需求而发展起来的。

高分子材料微孔加工的意义在于，通过微孔结构的加工，可以控制材料的孔隙大小、分布和形状，从而调控材料的表面性质、力学性能和渗透性能。

这种精细的调控能够使高分子材料具有更广泛的应用领域，例如在生物材料领域中，微孔结构可以用于细胞培养、药物输送等应用；在工程材料领域中，微孔结构可以用于增强复合材料的性能和功能。

孔抛光加工方法
孔抛光加工有多种方法，包括以下三种：
1. 电化抛光法：通常用于小孔内壁抛光，对于其他材料的小孔，大多采用机械抛光的方法。

小孔抛光难度大，检验难度大，耗费工时。

2. 电火花放电加工法：这种加工方法精度高，光洁度好，但耗时。

3. 磨粒流体抛光法：这种方法分为双向往复循环式和单向自动循环式。

对于直进直出的内孔工件，如拉丝模具、挤型模具等，可以使用双向往复循环式磨粒流体抛光机，磨料上下循环挤压研磨，效率高，研磨效果均匀。

对于液体无法直进直出的内孔、流道，如热流道、弯管、阀体阀块等，可采用单向自动循环式磨粒流体抛光机，磨料从其中一端进入，从另一端或多个端口流出，这种方式可以保持研磨方向与产品液体流动方向的一致性。

对于孔径小于的微小孔抛光，如喷嘴、植入性医疗器械、航天航空精密件、电子器件等，需要使用磨粒流体微孔抛光设备，采用油性磨料进行研磨。

以上方法仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员。

高分子材料微孔加工全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高分子材料微孔加工是一种广泛应用于医疗、生物科学、化学工程等领域的加工技术。

通过微孔加工，可以改善高分子材料的性能，增强其功能，提高其应用价值。

本文将介绍高分子材料微孔加工的原理、方法、应用及发展趋势。

一、高分子材料微孔加工的原理高分子材料微孔加工是通过控制高分子材料的结构和形貌，使其具有特定的微孔结构。

微孔结构是指高分子材料内部具有一定大小和形状的孔隙，这种孔隙可以在高分子材料中分布均匀，也可以呈现不规则的分布。

微孔结构可以增加高分子材料的表面积，提高其吸附和扩散性能，改善其力学性能和化学稳定性，增强其应用性能。

高分子材料微孔加工的原理主要有两种：一是物理加工，通过机械、电化学、化学等方法，在高分子材料表面或内部形成微孔；二是模板法加工，通过模板的作用，在高分子材料表面或内部形成微孔。

物理加工方法包括电解加工、离子束加工、激光加工、等离子体加工等，模板法加工方法包括模板刻蚀、溶剂膜转移、自组装等。

高分子材料微孔加工的方法多种多样，可以根据材料的特性和加工要求选择合适的方法。

常用的方法包括：1. 电化学加工：利用电化学腐蚀原理，在高分子材料表面形成微孔。

这种方法可以控制微孔的形貌和尺寸，适用于加工较小尺寸的微孔。

2. 激光加工：利用激光束对高分子材料进行加工，形成微孔。

这种方法加工速度快，精度高，适用于加工复杂的微孔结构。

高分子材料微孔加工在医疗、生物科学、化学工程等领域有着广泛的应用。

具体包括：1. 医疗领域：高分子材料微孔加工可以用于制备生物材料、医疗器械、组织工程材料等。

通过微孔加工，可以改善材料的生物相容性，提高其医疗效果，促进细胞生长和组织再生。

3. 化学工程领域：高分子材料微孔加工可以用于制备分离膜、催化剂载体、储能材料等。

通过微孔加工，可以调控材料的介孔结构和孔径分布，提高其储能效率，增强其分离和催化性能。

高分子材料微孔加工在以上领域有着广泛的应用，可以改善材料的性能，提高其功能，促进其应用领域的发展。

基于先进制造技术的微小孔加工技术综述摘要：本文首先适当介绍了微小孔的特点以及微小孔的加工难点，然后介绍了国内外在微小孔加工方面的技术应用现状，涉及多种加工技术，包括传统加工和特种加工，最后详细介绍了特种加工中的电解加工技术在微小孔加工中的应用优势以及目前该领域的国内外研究热点。

关键词：先进制造技术；微小孔；难加工材料；特种加工；超磁致伸缩材料1.前言随着航空航天、仪器仪表、通信、医疗器械、微机电系统（MEMS）等领域的高速发展，对微小孔加工的数量需求越来越多，质量要求越来越高。

国内外对微小孔的界定为：将直径为0.1mm~1mm的孔定义为小孔，将直径小于0.1mm 的孔定义为微孔。

精密微小孔的应用非常广泛，如电子掩膜、喷油嘴、透平叶片、汽化器、化纤喷丝板及过滤器具、飞机机翼等。

在应用需求扩张的同时，各种新型材料得到广泛使用，例如金刚石、陶瓷、钛合金、碳纤维复合材料等，使得材料的加工也越来越困难。

面对难加工材料的精密微小孔加工问题的挑战，相关人员以特种加工技术的发展为基础开展了一系列的研究，并取得巨大的进步。

本文主要针对现阶段微小孔加工所取得的进展和当前的研究热点做一些总结。

2.微小孔的先进加工技术2.1 基于切削加工方法的微小孔先进加工技术传统切削加工方法加工微小孔的难度主要体现在以下几个方面：加工大深径比的微小孔时难以保证孔的垂直度；微小孔的结构特点制约其加工中的排屑；高强度难加工材料上的微小孔加工所使用的钻头强度难以保证；加工过程中精度检测困难。

[1]为保证微小孔加工质量，在保留传统切削原理的基础上采取的技术对策有：1）采用类似于钻削组合机床钻模形式的钻模板，由板上的导套引导钻头垂直钻入工件；2）多工位钻削，分阶段分刀具钻削，能保证微小孔的位置精度和钻头寿命；3）根据转子动力学理论采取了高速钻削，能够提高微小孔的形状位置精度和孔径精度。

高速钻削对主轴系统的要求极高, 目前主要采用空气涡轮主轴和精密高频电机主轴；4）振动钻削，提高断屑排屑能力；5）旋转主轴安装压电陶瓷驱动器或超磁致伸缩驱动器[2]。

小孔加工方案引言小孔加工是一种常见的金属加工工艺，在许多行业中都有广泛的应用。

本文将介绍小孔加工的概念、工艺流程和常见的加工方案。

概念小孔加工是指通过机械或化学方法将金属材料加工成直径小于1毫米的小孔。

小孔加工通常用于制造微细部件或用于微细流体控制的应用中。

工艺流程小孔加工的工艺流程通常包括以下几个步骤：1.材料准备：选择适合小孔加工的金属材料，如不锈钢、铜、铝等。

2.加工方案选择：根据要求确定适合的加工方案，如机械加工、激光加工或电火花加工等。

3.工艺参数设置：根据要加工的小孔直径和深度，设置合适的工艺参数，如加工速度、激光功率或电火花放电能量等。

4.加工操作：根据工艺参数进行小孔加工操作，确保加工的准确性和质量。

5.检测和修正：对加工后的小孔进行检测，如使用显微镜检查孔径和形状，对于不合格的孔进行修正。

6.清洗和防腐处理：对加工后的零件进行清洗，并进行防腐处理，以确保其使用寿命。

常见的加工方案在小孔加工中，有几种常见的加工方案：1.机械加工方案：使用钻床、镗床、铣床等机械设备进行小孔加工，适用于需要大量加工的情况。

2.激光加工方案：使用激光切割设备进行小孔加工，激光束的直径小，加工速度快，适用于加工精度要求高的情况。

3.电火花加工方案：通过电火花放电，在金属材料上形成小孔，适用于硬度较高的金属材料，如不锈钢。

4.化学加工方案：使用化学溶液或电解液进行腐蚀加工，适用于材料脆性较高的情况。

应用领域小孔加工广泛应用于以下领域：1.微电子领域：小孔加工可以制造微细电子器件或电路板中的连接孔。

2.医疗设备领域：小孔加工可用于制造微细的医疗器械或手术工具。

3.光学领域：小孔加工可用于制造微孔滤光片或微透镜等光学元件。

4.生物医学领域：小孔加工可用于制造微流控芯片或微生物传感器等应用。

总结小孔加工是一种常见的金属加工工艺，通过机械或化学方法将金属材料加工成直径小于1毫米的小孔。

在选择适当的加工方案和工艺参数后，可以实现高精度的小孔加工。

铝合金高速微小孔钻削工艺北京科技大学机械工程学院 唐 英 陈 泽 吴 权随着科学技术的发展和尖端产品的日益精密化、集成化和微型化，微小孔加工的数量越来越多，对加工质量的要求也越来越高。

尽管加工微小孔的工艺方法有很多，例如激光束、电子束、离子束和电火花加工等，但是在国内外应用最广泛、实用性最强的仍然是麻花钻机械钻孔。

唐　英北京科技大学机械工程学院副教授、博士后。

主要从事高速切削理论及应用、超硬切削机理及工艺、超精密微细加工技术等方面的研究。

发表学术论文60余篇，其中被SCI、EI 收录20篇。

Micro -Hole High -Speed Drilling Process for Aluminum Alloy刀具磨损小，且热导率较高，使切削温度较低，所以铝合金的切削加工性较好，属于易加工材料，适于较高切削速度切削。

高速钻削时主轴的转速通常在10000r/min 以上。

但是，铝合金熔点较低，温度升高后塑性增大，在高温高压作用下，切屑界面摩擦力很大，切屑易熔结在刀刃上而粘刀。

熔结物被后续加工冲击脱落时也会造成刀刃缺损[2]。

铝合金的上述切削加工性使得其微小孔钻削加工存在诸多工艺难点。

这是因为，钻削加工是切削条件最恶劣的加工方法之一，而钻削小孔，尤其是直径1mm 及以下的小孔，不但集中了钻削加工的全部难点，而且切削条件较普通孔径钻削更为恶劣。

具体体现在以下几个方面[3-4]。

（1）微小钻头的刚度随孔径的减小和钻孔长度比的增加而急剧下铝合金微小孔钻削加工及其工艺难点铝合金是以铝为主的合金总称，通过添加铜、硅、镁、锌、锰以及镍、铁、钛、铬、锂等合金元素，在保持纯铝质轻等优点的同时，其“比强度”可胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。

飞机的机身、蒙皮、压气机等常用铝合金制造，以减轻自重。

其典型用途还包括飞机发动机和柴油发动机活塞、飞机发动机汽缸头、喷气发动机叶轮、航空器结构铆钉、螺旋桨叶片、导弹构件、卡车轮毂、贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具等。

能源技术中的微深孔加工技术随着科技的不断发展，微深孔加工技术逐渐成为了能源技术中不可或缺的一部分。

现在，许多能源设备都需要微深孔加工技术来确保其正常运行。

本文将会深入探讨微深孔加工技术及其在能源技术中的应用。

一、微孔加工技术概述作为一种先进制造技术，微深孔加工技术广泛应用于电子、光学、模具、航空航天等领域，并为人们带来了极大的便利。

微深孔加工技术是指对微孔和深孔的精细化加工，通过使用精密加工设备和工具，可以实现0.1mm以下的微小孔加工，甚至可以在材料中实现数百毫米深度的孔的制造，有效地提高了加工精度和生产效率。

微深孔加工技术，可分为微孔加工和深孔加工两个部分。

微孔加工是指孔径小于1mm的加工方法，主要应用于微电子设备、微机电系统、光学系统等领域。

深孔加工则是指孔深大于10倍孔径，深度多达数百毫米的加工方法，主要用于航空航天、汽车、模具等领域。

二、微深孔加工技术的应用微深孔加工技术在能源技术中的应用尤为重要。

下面我们将详细探讨微深孔加工技术在能源技术中的应用。

1. 石油开采技术石油开采是微深孔加工技术的一个重要应用领域。

现代石油开采技术中需要钻无孔和超深孔井，这些井的直径和深度涉及到微深孔加工技术。

微深孔加工技术可提高钻头的精度和疏散钻屑的能力，从而减少了井壁的损伤和钻头的磨损，进一步提高了钻井效率和油井采油率。

2. 核能技术微深孔加工技术也被广泛应用于核能技术中。

核反应堆的核燃料芯块中，需要进行微深孔加工金属管，以保证燃料处于最佳的温度和压力条件下。

此外，核反应堆的水冷却器中，也需要进行微孔加工的处理，以保证水的流动状态和冷却效率，从而提高核反应堆的效率和长期稳定性。

3. 油气压裂技术油气压裂技术是一种将液压力作用于井壁和油层的方法，以便从沉积岩层中抽取石油和天然气的方法。

这一过程中涉及到了微深孔加工技术。

通过在井壁上钻孔，将压裂液注入岩层中，使岩层渗透性增加，从而提高了压裂效率和油气的开采率。