1、分述電子束加工與離子束加工摘 要由于傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)不能滿足人們的加工要求，通過人類的探索和研究，找到了可以提高加工精度的特殊方法-特種加工方法?，F(xiàn)在以電子束加工與離子束加工技的對(duì)比來發(fā)現(xiàn)他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)此進(jìn)行分析，找到他們的異同，從而在工業(yè)發(fā)展中可以選擇正確的加工方法。ABSTRACTBecause the traditional mechanical processing technology can not meet the processing requirements. Through the humans exploration and research, found it

2、 can improve the machining accuracy of special methods of special machining method. Now with the electron beam processing and ion beam processing technology contrast to find their respective advantages and disadvantages, and then analyzes this, we can find their similarities and differences, so that

3、 we can choose the correct processing method in the develop of the industry .關(guān)鍵詞:加工原理；Key words引 言當(dāng)今世界特種加工技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，它完成了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法所不能達(dá)到的加工質(zhì)量。為了能夠合理的選擇加工方法，下面以電子束加工與離子束加工為例進(jìn)行論述。1.特種加工技術(shù)的發(fā)展歷史特種加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到取出或增加材料的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。特種加工是指那些不屬于傳

4、統(tǒng)加工工藝范疇的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用機(jī)械能切除多余材料的傳統(tǒng)加工方法。特種加工是近幾十年發(fā)展起來的新工藝,是對(duì)傳統(tǒng)加工工藝方法的重 要補(bǔ)充與發(fā)展,目前仍在繼續(xù)研究開發(fā)和改進(jìn)。直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能和電化學(xué)能，有時(shí)也結(jié)合機(jī)械能對(duì)工件進(jìn)行的加工。特種加工中以采用電能為主的電火花加工和電解加工應(yīng)用較廣，泛稱電加工。20世紀(jì)40年代發(fā)明的電火花加工開創(chuàng)了用軟工具、不靠機(jī)械力來加工硬工件的方法。50年代以后先后出現(xiàn)電子束加工、等離子弧加工和激光加工。這些加工方法不用成型的工具，而是利用密度很高的能量束流進(jìn)行加工。對(duì)于高硬度材料和復(fù)雜形狀、精密微細(xì)的特殊零件,特種加工

5、有很大的適用性和發(fā)展?jié)摿?在模具、量具、刀具、儀器儀表、飛機(jī)、航天器和微電子元器件等制造中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 特種加工的發(fā)展方向主要是：提高加工精度和表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，發(fā)展幾種方法聯(lián)合使用的復(fù)合加工，發(fā)展納米級(jí)的超精密加工等。2.電子束加工與離子束加工的工作原理2.1電子束加工的基本原理及其原理圖電子書加工是在真空條件下，利用聚焦后能量密度極高的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面的極小面積上，在極短的時(shí)間內(nèi)，其能量的大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使被沖擊部分的工件材料達(dá)到幾千攝氏度以上的高溫，從而引起材料的局部熔化和企劃，而實(shí)現(xiàn)加工的目的，如右圖1-1所示。這種利用電子束熱效應(yīng)的加工，

6、成為電子書熱加工。1-1電子束加工原理圖電子束的另一種是利用電子束流的非熱效應(yīng)。功率密度較小的電子束流和電子膠相互作用，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，產(chǎn)生輻射化學(xué)或物理效應(yīng)，是電子膠的分子曝光。采用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)材料表面微槽或其他幾何形狀的刻蝕加工。2.2離子束加工原理及其原理圖離子束加工是利用離子束對(duì)材料進(jìn)行成形或表面改性的加工方法。在真空條件下，將由離子經(jīng)過電場(chǎng)加速，獲得具有一定速度的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于栗子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬倍，所以離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能，它是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來加工的。離子束加工的物理基礎(chǔ)是離子射到材料表面時(shí)發(fā)生的撞擊效應(yīng)

7、、濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。具有一定動(dòng)能的離子射到工件表面時(shí)，可以將表面的源自撞擊出來，這就是離子的撞擊效應(yīng)和濺射效應(yīng)。如果離子能量足夠大并垂直工件表面撞擊時(shí)，離子就會(huì)鉆進(jìn)工件表面，這就是離子的注入效應(yīng)。圖1-2即為離子束加工原理圖。離子束加工原理圖3.電子束加工與離子束加工的加工特點(diǎn)及應(yīng)用的對(duì)比3.1電子束加工的加工特點(diǎn)及其應(yīng)用電子束加工特點(diǎn)（1）電子束加工是一種高精密微細(xì)的加工的方法；（2）能夠加工各種材料，加工范圍廣；（3）電子束的能量密度大，加工效率高；（4）加工過程能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制；（5）在真空中加工工產(chǎn)生污染少；（6）設(shè)備價(jià)格昂貴；3.2離子束加工的主要特點(diǎn)及其分類離子束的加工特點(diǎn)（1）

8、離子束加工的精度非常高。（2）離子束加工產(chǎn)生的污染小。（3）離子束加工的加工應(yīng)力、熱變形等極小、加工精度高。（4）離子束加工設(shè)備費(fèi)用高、成本貴、加工效率低。離子束加工的分類：離子束加工依其目的可以分為蝕刻及鍍膜兩種。蝕刻又可在分為濺散蝕刻和離子蝕刻兩種。離子在電漿產(chǎn)生室中即對(duì)工件進(jìn)行撞擊蝕刻，為濺散蝕刻。產(chǎn)生電子使以加速之離子還原為原子而撞擊材料進(jìn)行蝕刻為離子蝕刻。離子束工加工的應(yīng)用：1.蝕刻加工：離子蝕刻用于加工陀螺儀空氣軸承和動(dòng)壓馬達(dá)上的溝槽，分辨率高，精度、重復(fù)一致性好。離子束蝕刻應(yīng)用的另一個(gè)方面是蝕刻高精度圖形，如集成電路、光電器件和光集成器件等征電子學(xué)構(gòu)件。太陽能電池表面具有非反射紋

9、理表面。離子束蝕刻還應(yīng)用于減薄材料，制作穿透式電子顯微鏡試片。2.離子束鍍膜加工：離子束鍍膜加工有濺射沉積和離子鍍兩種形式。離子鍍可鍍材料范圍廣泛，不論金屬、非金屬表面上均可鍍制金屬或非金屬薄膜，各種合金、化合物、或某些合成材料、半導(dǎo)體材料、高熔點(diǎn)材料亦均可鍍覆。離子束鍍膜技術(shù)可用于鍍制潤滑膜、耐熱膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等。3.2電子束加工與離子束加工的對(duì)比加工方法可加工材料工具損耗率（%）材料去除率（%）可達(dá)到的尺寸精度（mm）表面粗糙度Rmin主要應(yīng)用范圍電子書加工任何材料不損耗瞬時(shí)去除率高；受功率限制，平均去除率低0.01/0.0016.3/0.1在各種難加工的材料上打微孔、鍍膜、焊

10、接、曝光、切縫、蝕刻離子束加工很低0.01um0.006對(duì)零件表面進(jìn)行超精加工、超微量加工、拋光、蝕刻、注入、鍍覆等電子書加工與離子束加工的比較4.特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用研究為了進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平并擴(kuò)大應(yīng)用范圍，當(dāng)前特種加工技術(shù)的總體發(fā)展主要有以下幾個(gè)方面：（1）采用自動(dòng)化技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，加大對(duì)特種加工的基本原理、加工原理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究力度，建立綜合工藝參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫等，進(jìn)而建立特種加工的CAD/DAM與FMS系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。（2）趨向精化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使新技術(shù)產(chǎn)品向

11、超精密化與小型化方向發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。（3）污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用發(fā)展的嚴(yán)重障礙。加工過程的廢渣、廢氣若排放不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響工人健康。必須話費(fèi)大量的金錢和精力，使工業(yè)發(fā)展面向綠色的加工方向發(fā)展。（4）進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)，以多種能量同時(shí)作用，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短的復(fù)合加工技術(shù)，如電解磨削、電解放點(diǎn)加工、超聲電火花加工等，需要不斷的探索與發(fā)展。結(jié) 論綜上所屬，可以通過電子束加工與離子束加工技術(shù)各自優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，便于我們可以合理的選擇加工方法，不僅可以提高加工精度，也可以提高加工效率，還可以減少成本，進(jìn)而提高企業(yè)利潤。參考文獻(xiàn)1 劉晉春.特種加工.機(jī)械