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電化學加工的特點有哪些

發布時間:2022-08-24 00:26:31

1. 電解加工的生產效率高不

電解加工的工藝特點電解加工是利用金屬在電解液中發生電化學陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種加工方法。加工時,工件接直流電源的正極,工具接負極,兩極之間保持較小的間隙。電解液從極間間隙中流過,使兩極之間形成導電通路,並在電源電壓下產生電流,從而形成電化學陽極溶解。隨著工具相對工件不斷進給,工件金屬不斷被電解,電解產物不斷被電解液沖走,最終兩極間各處的間隙趨於一致,工件表面形成與工具工作面基本相似的形狀。電解加工對於難加工材料、形狀復雜或薄壁零件的加工具有顯著優勢。電解加工已獲得廣泛應用,如炮管膛線,葉片,整體葉輪,模具,異型孔及異型零件,倒角和去毛刺等加工。並且在許多零件的加工中,電解加工工藝已佔有重要甚至不可替代的地位。與其它加工方法相比,電解加工具有如下特點:(1)加工范圍廣。電解加工幾乎可以加工所有的導電材料,並且不受材料的強度、硬度、韌性等機械、物理性能的限制,加工後材料的金相組織基本上不發生變化。它常用於加工硬質合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。(2)生產率高,且加工生產率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。電解加工能以簡單的直線進給運動一次加工出復雜的型腔、型面和型孔,而且加工速度可以和電流密度成比例地增加。據統計,電解加工的生產率約為電火花加工的5至 10 倍,在某些情況下,甚至可以超過機械切削加工。(3)加工質量好。可獲得一定的加工精度和較低的表面粗糙度。加工精度(mm):型面和型腔為 ± 0.05~0.20;型孔和套料為 ± 0.03~0.05。表面粗糙度(μm):對於一般中、高碳鋼和合金鋼,可穩定地達到 Ra1.6~0.4,有些合金鋼可達到 Ra0.1[1]。(4)可用於加工薄壁和易變形零件。電解加工過程中工具和工件不接觸,不存在機械切削力,不產生殘余應力和變形,沒有飛邊毛刺。(5)工具陰極無損耗。在電解加工過程中工具陰極上僅僅析出氫氣,而不發生溶解反應,所以沒有損耗。只有在產生火花、短路等異常現象時才會導致陰極損傷。電解加工的局限性但是,事物總是一分為二的。電解加工也具有一定的局限性,主要表現為:(1)加工精度和加工穩定性不高。電解加工的加工精度和穩定性取決於陰極的精度和加工間隙的控制。而陰極的設計、製造和修正都比較困難,陰極的精度難以保證。此外,影響電解加工間隙的因素很多,且規律難以掌握,加工間隙的控制比較困難。(2)由於陰極和夾具的設計、製造及修正困難,周期較長,因而單件小批量生產的成本較高。同時,電解加工所需的附屬設備較多,佔地面積較大,且機床需要足夠的剛性和防腐蝕性能,造價較高。因此,批量越小,單件附加成本越高。

2. 電化學加工有哪幾種類型各有何應用

電化學加工有哪幾種類型
電鍍要使用到電解,但電解不一定是用於電鍍的,三者之間有區別又有聯系。

電解磨削:電解作用與機械磨削相結合的一種特種加工,又稱電化學磨削,英文簡稱ECG。電解磨削是20世紀50年代初美國人研究發明的為電解磨削的原理。工件作為陽極與直流電源的正極相連;導電磨輪作為陰極與直流電源的負極相連。

電解加工:基於電解過程中的陽極溶解原理並藉助於成型的陰極,將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法,稱為電解加工。

電鍍加工:是一種電化學過程,也是一種氧化還原過程,由電鍍得到的金屬鍍層結晶細致,化學純度高,結合力好。電鍍時,將金屬制體作為陰極,所鍍金屬或合金作為陽極,分別掛於銅或黃銅製成的陰極棒上而浸入含有鍍層成分的電鍍液中,並通入直流電。

3. 電解加工的工藝特點

電解加工的工藝特點
電解加工是利用金屬在電解液中發生電化學陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種
加工方法。加工時,工件接直流電源的正極,工具接負極,兩極之間保持較小的間隙。電解
液從極間間隙中流過,使兩極之間形成導電通路,並在電源電壓下產生電流,從而形成電化
學陽極溶解。隨著工具相對工件不斷進給,工件金屬不斷被電解,電解產物不斷被電解液沖
走,最終兩極間各處的間隙趨於一致,工件表面形成與工具工作面基本相似的形狀。
電解加工對於難加工材料、形狀復雜或薄壁零件的加工具有顯著優勢。電解加工
已獲得廣泛應用,如炮管膛線,葉片,整體葉輪,模具,異型孔及異型零件,倒角和去毛刺
等加工。並且在許多零件的加工中,電解加工工藝已佔有重要甚至不可替代的地位。
與其它加工方法相比,電解加工具有如下特點:
(1)加工范圍廣。電解加工幾乎可以加工所有的導電材料,並且不受材料的強度、硬度、
韌性等機械、物理性能的限制,加工後材料的金相組織基本上不發生變化。它常用於加工硬
質合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。
(2)生產率高,且加工生產率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。電解加工能以簡
單的直線進給運動一次加工出復雜的型腔、型面和型孔,而且加工速度可以和電流密度成比
例地增加。據統計,電解加工的生產率約為電火花加工的5至 10 倍,在某些情況下,甚至可
以超過機械切削加工。
(3)加工質量好。可獲得一定的加工精度和較低的表面粗糙度。
加工精度(mm):型面和型腔為 ± 0.05~0.20;型孔和套料為 ± 0.03~0.05。
表面粗糙度(μm):對於一般中、高碳鋼和合金鋼,可穩定地達到 Ra1.6~0.4,有些合金
鋼可達到 Ra0.1[1]。
(4)可用於加工薄壁和易變形零件。電解加工過程中工具和工件不接觸,不存在機械切
削力,不產生殘余應力和變形,沒有飛邊毛刺。
(5)工具陰極無損耗。在電解加工過程中工具陰極上僅僅析出氫氣,而不發生溶解反應,
所以沒有損耗。只有在產生火花、短路等異常現象時才會導致陰極損傷。
電解加工的局限性
但是,事物總是一分為二的。電解加工也具有一定的局限性,主要表現為:
(1)加工精度和加工穩定性不高。電解加工的加工精度和穩定性取決於陰極的精度和加
工間隙的控制。而陰極的設計、製造和修正都比較困難,陰極的精度難以保證。此外,影響
電解加工間隙的因素很多,且規律難以掌握,加工間隙的控制比較困難。
(2)由於陰極和夾具的設計、製造及修正困難,周期較長,因而單件小批量生產的成本
較高。同時,電解加工所需的附屬設備較多,佔地面積較大,且機床需要足夠的剛性和防腐
蝕性能,造價較高。因此,批量越小,單件附加成本越高。

4. 電化學加工的簡介

加工用電源 電化學加工使用硅整流的穩壓電源,並以全波整流取代了過去的半波整流,保持5%以內的紋波,不僅提高了加工速度,而且還遏制了間隙內的電弧和防止污物沉積於陰極。在調壓方面,使用了飽和感抗器調壓和晶閘管調壓兩種方式。前者更適應目前電化學加工的水平。電源規格分為3檔:小型電源,電流為50~500安,用於加工小孔、去除毛刺、拋光和用於中小型的陰極進行電解車削;中型電源,電流為1000~5000安,用於加工中等面積(50~150厘米2)的型孔和型腔;大型電源,電流為10000~40000安,用於加工大型零件,加工面積可達200~1000厘米2或更大一些。通常使用的電壓范圍為12~20伏。對硬質合金、鎢、銅、銅鋅合金等材料進行電解加工時,要求使用特殊電源。因為若用普通的直流電源進行加工,則這些材料點格中的某些原子不易離子化,而點格中的另一些原子卻受到大量腐蝕。例如,碳化鎢點格中的碳原子,在正電位條件下不能加工掉,而必須有負電位(即電源電流有負半波);加工銅鋅合金用的電源,不但要有負半波,而且對電流的波形,正半波與負半波的間隔和排列方式都有一定的要求。使用特殊電源也可解決間隙內某些相對惰性離子的積聚以及由此改變間隙電阻和電場分布的問題,從而能有效地提高加工精度。
由於電化學加工時,間隙內難免會產生短路,通常電源系統都具有良好的短路保護功能,以使陰極和工件在產生火花和短路時不發生損傷。

5. 電化學加工的介紹

電化學加工(electrochemical machining ) 利用電化學反應(或稱電化學腐蝕)對金屬材料進行加工的方法。與機械加工相比,電化學加工不受材料硬度、韌性的限制,已廣泛用於工業生產中。常用的電化學加工有電解加工、電磨削、電化學拋光、電鍍、電刻蝕和電解冶煉等。

6. 微細電火花和微細電化學加工與常規電火花和電化學加工有何異同,目前主流的微細電火花加工技術是什麼

微細電火花加工的原理與普通電火花加工並無本質區別。其加工的表面質量主要取決於電蝕凹坑的大小和深度,即單個放電脈沖的能量;而其加工精度則與放電間隙、工藝系統穩定性、電極損耗等因素密切相關。

微細電火花加工也是利用脈沖電源,將高頻放電能量輸向放電間隙,靠產生的高溫熱效應等綜合效應實現對材料的去除,從而達到對工件加工的目的。但由於被加工的孔徑細微,一般在<5~100μm之間,因此要達到加工的尺寸精度和表面質量要求,還有一些特殊的要求。微細電火花加工具有以下一些特點:

(1) 放電面積很小

微細電火花加工的電極一般在<5~100μm 之間,對於一個<5 μm 的電極來說,放電面積不到20μm2 ,在這樣小的面積上放電,放電點的分布范圍十分有限,極易造成放電位置和時間上的集中,增大了放電過程的不穩定,使微細電火花加工變得困難。

(2) 單個脈沖放電能量很小

為適應放電面積極小的電火花放電狀況要求,保證加工的尺寸精度和表面質量,每個脈沖的去除量應控制在0. 10~0. 01μm 的范圍內,因此必須將每個放電脈沖的能量控制在10 - 6~10 - 7 J 之間,甚至更小。

(3) 放電間隙很小

由於電火花加工是非接觸加工,工具與工件之間有一定的加工間隙。該放電間隙的大小隨加工條件的變化而變化,數值從數微米到數百微米不等。放電間隙的控制與變化規律直接影響加工質量、加工穩定性和加工效率。特別是微細電火花加工中,微孔的加工佔大部分,放電間隙的大小與穩定程度更是微孔加工得以成功的關鍵。

(4) 工具電極制備困難

要加工出尺寸很小的微小孔和微細型腔,必須先獲得比其更小的微細工具電極。在以往的微細電火花加工中,微細工具電極一般採用專門加工後,二次安裝到機床主軸頭上的方法,此時明顯存在著微細電極的安裝誤差及變形誤差等,難以保證工具電極與工作檯面的垂直度以及電極與回轉主軸的同軸度等。線電極電火花磨削 (WEDG) 出現以前,微細電極的製造與安裝一直是制約微細電火花加工技術發展的瓶頸問題。由於微細電極安裝過程中存在的問題,採用離線方式進行電極的檢測顯然是不可取的。從目前的應用情況來看,採用WEDG技術能很好地解決微細工具電極的制備問題。為了獲得極細的工具電極,要求具有高精度的WEDG系統,同時還要求電火花加工系統的主軸回轉精度達到極高的水準,一般應控制在1μm 以內。

(5) 排屑困難,不易獲得穩定火花放電狀態

由於微孔加工時放電面積、放電間隙很小,極易造成短路,因此欲獲得穩定的火花放電狀態,其進給伺服控制系統必須有足夠的靈敏度,在非正常放電時能快速地回退,消除間隙的異常狀態,提高脈沖利用率,保護電極不受損壞。

7. 電化學加工中的電解加工,電鍍加工,電解磨削這三種加工原理有什麼區別

電化學加工中的電解加工,電鍍加工,電解磨削的原理都是在通電溶液中通過陰陽離子發生的氧化還原反應。

1、電解磨削:磨削時,兩者之間保持一定的磨削壓力,凸出於磨輪表面的非導電性磨料使工件表面與磨輪導電基體之間形成一定的電解間隙(約0.02~0.05毫米),同時向間隙中供給電解液。在直流電的作用下,工件表面金屬由於電解作用生成離子化合物和陽極膜。

這些電解產物不斷地被旋轉的磨輪所刮除,使新的金屬表面露出,繼續產生電解作用,工件材料遂不斷地被去除,從而達到磨削的目的。

2、電解加工:基於電解過程中的陽極溶解原理並藉助於成型的陰極,將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法,稱為電解加工。

3、電鍍加工:電鍍是一種電化學過程,也是一種氧化還原過程.電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極,金屬板作為陽極,接直流電源後,在零件上沉積出所需的鍍層。

電鍍和電削要使用到電解,但電解不一定是用於電鍍或電解磨削的。

(7)電化學加工的特點有哪些擴展閱讀:

電解加工的特點:

1、加工范圍廣。

電解加工幾乎可以加工所有的導電材料,並且不受材料的強度、硬度、韌性等機械、物理性能的限制,加工後材料的金相組織基本上不發生變化。它常用於加工硬質合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。

2、生產率高,且加工生產率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

3、加工質量好。可獲得一定的加工精度和較低的表面粗糙度。

加工精度(mm):型面和型腔為 ± 0.05~0.20;型孔和套料為 ± 0.03~0.05。表面粗糙度(μm):對於一般中、高碳鋼和合金鋼,可穩定地達到 Ra1.6~0.4,有些合金鋼可達到 Ra0.1。

4、可用於加工薄壁和易變形零件。

電解加工過程中工具和工件不接觸,不存在機械切削力,不產生殘余應力和變形,沒有飛邊毛刺。

5、工具陰極無損耗。

在電解加工過程中工具陰極上僅僅析出氫氣,而不發生溶解反應,所以沒有損耗。只有在產生火花、短路等異常現象時才會導致陰極損傷。

7、加工精度和加工穩定性不高。

電解加工的加工精度和穩定性取決於陰極的精度和加工間隙的控制。而陰極的設計、製造和修正都比較困難,陰極的精度難以保證。此外,影響電解加工間隙的因素很多,且規律難以掌握,加工間隙的控制比較困難。

8、由於陰極和夾具的設計、製造及修正困難,周期較長,因而單件小批量生產的成本較高。

同時,電解加工所需的附屬設備較多,佔地面積較大,且機床需要足夠的剛性和防腐蝕性能,造價較高。因此,批量越小,單件附加成本越高。

8. 什麼是特種加工它有什麼特點

特種加工亦稱「非傳統加工」或「現代加工方法」,泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法,從而實現材料被去除、變形 、改變性能或被鍍覆等。

特點:

1、與加工對象的機械性能無關,有些加工方法,如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等,是利用熱能、化學能、電化學能等,這些加工方法與工件的硬度強度等機械性能無關,故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強度、特殊性能的金屬和非金屬材料。

2、非接觸加工,不一定需要工具,有的雖使用工具,但與工件不接觸,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低於工件硬度,故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。

3、微細加工,工件表面質量高,有些特種加工,如超聲、電化學、水噴射、磨料流等,加工餘量都是微細進行,故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫,還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變,可獲得較低的表面粗糙度,其熱應力、殘余應力、冷作硬化等均比較小,尺寸穩定性好。

5、兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復合加工,其綜合加工效果明顯,且便於推廣使用。

6、特種加工對簡化加工工藝、變革新產品的設計及零件結構工藝性等產生積極的影響。



超聲波加工基本原理:

在工件和工具間加入磨料懸浮液, 由超聲波發生器產生超聲振盪波, 經換能器轉換成超聲機械振動, 使懸浮液中的磨粒不斷地撞擊加工表面, 把硬而脆的被加工材料局部破壞而撞擊下來。

在工件表面瞬間正負交替的正壓沖擊波和負壓空化作用下強化了加工過程,因此,超聲波加工實質上是磨料的機械沖擊與超聲波沖擊及空化作用的綜合結果。

在傳統超聲波加工的基礎上發展了旋轉超聲波加工,即工具在不斷振動的同時還以一定的速度旋轉,這將迫使工具中的磨粒不斷地沖擊和劃擦工件表面,把工件材料粉碎成很小的微粒去除,以提高加工效率。

超聲波加工精度高,速度快,加工材料適應范圍廣,可加工出復雜型腔及型面,加工時工具和工件接觸輕,切削力小,不會發生燒傷、變形、殘余應力等缺陷,而且超聲加工機床的結構簡單,易於維護。

9. 電化學加工的特點有哪些

電化學加工是一種以電解原理為基礎的加工技術。 加工時,刀具作為陰極和直流電源的負極連接,工件則作為陽極和電源正極相連。 在電解液中陰極和工件之間發生電荷交換,陽極工件被溶解,這樣不用接觸工件便可對其進行定點加工,精密製造出工件的不同輪廓,環形通道,直槽和環形槽等。 被電解的工件材料在電解液中沉澱形成金屬氫氧化物。 電化學加工不受工件金屬組織結構的影響,不論是軟金屬材料還是熱後的硬金屬材料都能很好地被去除 (電解)。 採用電化學方法加工時,工件不需承受熱負荷,也不會產生機械應力。

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