電化學電解加工原理

    利用金屬在電解液中產(chǎn)生電化學陽極溶解的原理對工件進行成形加工的特種加工﹐又稱電化學加工﹐英文簡稱 ECM。電解加工于20世紀50年代中期在蘇聯(lián)和美國開始應用。日本于60年代初期發(fā)明的混入一定量壓縮空氣的混氣電解加工﹐提高了加工精度。

    為電解加工的基本原理。工件接直流電源的正極﹐為陽極。按所需形狀制成的工具接直流電源的負極﹐為陰極。電解液從兩極間隙 (0.1～0.8毫米)中高速(5～60米/秒)流過。當工具陰極向工件進給并保持一定間隙時即產(chǎn)生電化學反應﹐在相對于陰極的工件表面上﹐金屬材料按對應于工具陰極型面的形狀不斷地被溶解到電解液中﹐電解產(chǎn)物被高速電解液流帶走﹐于是在工件的相應表面上就加工出與陰極型面相對應的形狀。直流電源應具有穩(wěn)定而可調(diào)的電壓(6～24伏)和高的電流容量(有的高達4×104安)。

    電解液的成分主要取決于工件材料和加工要求﹐氯化鈉(NaCl)和硝酸鈉(NaNO3)水溶液使用較為普遍﹐某些場合也使用氯酸鈉(NaClO3)水溶液。對不銹鋼﹑鈦合金等工件材料﹐為了防止電蝕和改善表面質量﹐可使用兩種或多種成分混合的電解液。混氣電解加工是在電解液中混入一定量的壓縮空氣﹐使加工區(qū)域內(nèi)電解液的流場分布更為均勻﹐加工間隙趨向一致﹐從而提高加工精度。

    特點和應用電解加工的特點是﹕

能以簡單的進給運動一次加工出復雜的型腔或型面。

可加工高硬度﹑高強度和高韌性的難加工金屬材料(如淬火鋼﹑高溫合金和鈦合金等)。

工具電極不損耗。

產(chǎn)生的熱量被電解液帶走﹐工件基本上沒有溫升﹐適合于加工熱敏性材料的零件。

加工中無機械切削力﹐加工后零件表面無殘余應力﹐無毛刺。

表面粗糙度可達R1.25～0.16微米﹔加工精度﹕型孔或套料為±0.03～±0.05毫米﹐模鍛型腔為±0.05～±0.20毫米﹔透平葉片型面為0.18～0.25毫米。電解加工存在的問題是加工間隙受許多參數(shù)的影響﹐不易嚴格控制﹐因而加工精度較低﹐穩(wěn)定性差﹐并難以加工尖角和窄縫。此外﹐設備投資較大﹐電極制造以及電解產(chǎn)物的處理和回收都較困難等。

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