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电化学加工的特点有哪些

发布时间:2022-08-24 00:26:31

1. 电解加工的生产效率高不

电解加工的工艺特点电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。加工时,工件接直流电源的正极,工具接负极,两极之间保持较小的间隙。电解液从极间间隙中流过,使两极之间形成导电通路,并在电源电压下产生电流,从而形成电化学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给,工件金属不断被电解,电解产物不断被电解液冲走,最终两极间各处的间隙趋于一致,工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显着优势。电解加工已获得广泛应用,如炮管膛线,叶片,整体叶轮,模具,异型孔及异型零件,倒角和去毛刺等加工。并且在许多零件的加工中,电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。与其它加工方法相比,电解加工具有如下特点:(1)加工范围广。电解加工几乎可以加工所有的导电材料,并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制,加工后材料的金相组织基本上不发生变化。它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。(2)生产率高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。电解加工能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型腔、型面和型孔,而且加工速度可以和电流密度成比例地增加。据统计,电解加工的生产率约为电火花加工的5至 10 倍,在某些情况下,甚至可以超过机械切削加工。(3)加工质量好。可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。加工精度(mm):型面和型腔为 ± 0.05~0.20;型孔和套料为 ± 0.03~0.05。表面粗糙度(μm):对于一般中、高碳钢和合金钢,可稳定地达到 Ra1.6~0.4,有些合金钢可达到 Ra0.1[1]。(4)可用于加工薄壁和易变形零件。电解加工过程中工具和工件不接触,不存在机械切削力,不产生残余应力和变形,没有飞边毛刺。(5)工具阴极无损耗。在电解加工过程中工具阴极上仅仅析出氢气,而不发生溶解反应,所以没有损耗。只有在产生火花、短路等异常现象时才会导致阴极损伤。电解加工的局限性但是,事物总是一分为二的。电解加工也具有一定的局限性,主要表现为:(1)加工精度和加工稳定性不高。电解加工的加工精度和稳定性取决于阴极的精度和加工间隙的控制。而阴极的设计、制造和修正都比较困难,阴极的精度难以保证。此外,影响电解加工间隙的因素很多,且规律难以掌握,加工间隙的控制比较困难。(2)由于阴极和夹具的设计、制造及修正困难,周期较长,因而单件小批量生产的成本较高。同时,电解加工所需的附属设备较多,占地面积较大,且机床需要足够的刚性和防腐蚀性能,造价较高。因此,批量越小,单件附加成本越高。

2. 电化学加工有哪几种类型各有何应用

电化学加工有哪几种类型
电镀要使用到电解,但电解不一定是用于电镀的,三者之间有区别又有联系。

电解磨削:电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工,又称电化学磨削,英文简称ECG。电解磨削是20世纪50年代初美国人研究发明的为电解磨削的原理。工件作为阳极与直流电源的正极相连;导电磨轮作为阴极与直流电源的负极相连。

电解加工:基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极,将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法,称为电解加工。

电镀加工:是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程,由电镀得到的金属镀层结晶细致,化学纯度高,结合力好。电镀时,将金属制体作为阴极,所镀金属或合金作为阳极,分别挂于铜或黄铜制成的阴极棒上而浸入含有镀层成分的电镀液中,并通入直流电。

3. 电解加工的工艺特点

电解加工的工艺特点
电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种
加工方法。加工时,工件接直流电源的正极,工具接负极,两极之间保持较小的间隙。电解
液从极间间隙中流过,使两极之间形成导电通路,并在电源电压下产生电流,从而形成电化
学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给,工件金属不断被电解,电解产物不断被电解液冲
走,最终两极间各处的间隙趋于一致,工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。
电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显着优势。电解加工
已获得广泛应用,如炮管膛线,叶片,整体叶轮,模具,异型孔及异型零件,倒角和去毛刺
等加工。并且在许多零件的加工中,电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。
与其它加工方法相比,电解加工具有如下特点:
(1)加工范围广。电解加工几乎可以加工所有的导电材料,并且不受材料的强度、硬度、
韧性等机械、物理性能的限制,加工后材料的金相组织基本上不发生变化。它常用于加工硬
质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。
(2)生产率高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。电解加工能以简
单的直线进给运动一次加工出复杂的型腔、型面和型孔,而且加工速度可以和电流密度成比
例地增加。据统计,电解加工的生产率约为电火花加工的5至 10 倍,在某些情况下,甚至可
以超过机械切削加工。
(3)加工质量好。可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。
加工精度(mm):型面和型腔为 ± 0.05~0.20;型孔和套料为 ± 0.03~0.05。
表面粗糙度(μm):对于一般中、高碳钢和合金钢,可稳定地达到 Ra1.6~0.4,有些合金
钢可达到 Ra0.1[1]。
(4)可用于加工薄壁和易变形零件。电解加工过程中工具和工件不接触,不存在机械切
削力,不产生残余应力和变形,没有飞边毛刺。
(5)工具阴极无损耗。在电解加工过程中工具阴极上仅仅析出氢气,而不发生溶解反应,
所以没有损耗。只有在产生火花、短路等异常现象时才会导致阴极损伤。
电解加工的局限性
但是,事物总是一分为二的。电解加工也具有一定的局限性,主要表现为:
(1)加工精度和加工稳定性不高。电解加工的加工精度和稳定性取决于阴极的精度和加
工间隙的控制。而阴极的设计、制造和修正都比较困难,阴极的精度难以保证。此外,影响
电解加工间隙的因素很多,且规律难以掌握,加工间隙的控制比较困难。
(2)由于阴极和夹具的设计、制造及修正困难,周期较长,因而单件小批量生产的成本
较高。同时,电解加工所需的附属设备较多,占地面积较大,且机床需要足够的刚性和防腐
蚀性能,造价较高。因此,批量越小,单件附加成本越高。

4. 电化学加工的简介

加工用电源 电化学加工使用硅整流的稳压电源,并以全波整流取代了过去的半波整流,保持5%以内的纹波,不仅提高了加工速度,而且还遏制了间隙内的电弧和防止污物沉积于阴极。在调压方面,使用了饱和感抗器调压和晶闸管调压两种方式。前者更适应目前电化学加工的水平。电源规格分为3档:小型电源,电流为50~500安,用于加工小孔、去除毛刺、抛光和用于中小型的阴极进行电解车削;中型电源,电流为1000~5000安,用于加工中等面积(50~150厘米2)的型孔和型腔;大型电源,电流为10000~40000安,用于加工大型零件,加工面积可达200~1000厘米2或更大一些。通常使用的电压范围为12~20伏。对硬质合金、钨、铜、铜锌合金等材料进行电解加工时,要求使用特殊电源。因为若用普通的直流电源进行加工,则这些材料点格中的某些原子不易离子化,而点格中的另一些原子却受到大量腐蚀。例如,碳化钨点格中的碳原子,在正电位条件下不能加工掉,而必须有负电位(即电源电流有负半波);加工铜锌合金用的电源,不但要有负半波,而且对电流的波形,正半波与负半波的间隔和排列方式都有一定的要求。使用特殊电源也可解决间隙内某些相对惰性离子的积聚以及由此改变间隙电阻和电场分布的问题,从而能有效地提高加工精度。
由于电化学加工时,间隙内难免会产生短路,通常电源系统都具有良好的短路保护功能,以使阴极和工件在产生火花和短路时不发生损伤。

5. 电化学加工的介绍

电化学加工(electrochemical machining ) 利用电化学反应(或称电化学腐蚀)对金属材料进行加工的方法。与机械加工相比,电化学加工不受材料硬度、韧性的限制,已广泛用于工业生产中。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。

6. 微细电火花和微细电化学加工与常规电火花和电化学加工有何异同,目前主流的微细电火花加工技术是什么

微细电火花加工的原理与普通电火花加工并无本质区别。其加工的表面质量主要取决于电蚀凹坑的大小和深度,即单个放电脉冲的能量;而其加工精度则与放电间隙、工艺系统稳定性、电极损耗等因素密切相关。

微细电火花加工也是利用脉冲电源,将高频放电能量输向放电间隙,靠产生的高温热效应等综合效应实现对材料的去除,从而达到对工件加工的目的。但由于被加工的孔径细微,一般在<5~100μm之间,因此要达到加工的尺寸精度和表面质量要求,还有一些特殊的要求。微细电火花加工具有以下一些特点:

(1) 放电面积很小

微细电火花加工的电极一般在<5~100μm 之间,对于一个<5 μm 的电极来说,放电面积不到20μm2 ,在这样小的面积上放电,放电点的分布范围十分有限,极易造成放电位置和时间上的集中,增大了放电过程的不稳定,使微细电火花加工变得困难。

(2) 单个脉冲放电能量很小

为适应放电面积极小的电火花放电状况要求,保证加工的尺寸精度和表面质量,每个脉冲的去除量应控制在0. 10~0. 01μm 的范围内,因此必须将每个放电脉冲的能量控制在10 - 6~10 - 7 J 之间,甚至更小。

(3) 放电间隙很小

由于电火花加工是非接触加工,工具与工件之间有一定的加工间隙。该放电间隙的大小随加工条件的变化而变化,数值从数微米到数百微米不等。放电间隙的控制与变化规律直接影响加工质量、加工稳定性和加工效率。特别是微细电火花加工中,微孔的加工占大部分,放电间隙的大小与稳定程度更是微孔加工得以成功的关键。

(4) 工具电极制备困难

要加工出尺寸很小的微小孔和微细型腔,必须先获得比其更小的微细工具电极。在以往的微细电火花加工中,微细工具电极一般采用专门加工后,二次安装到机床主轴头上的方法,此时明显存在着微细电极的安装误差及变形误差等,难以保证工具电极与工作台面的垂直度以及电极与回转主轴的同轴度等。线电极电火花磨削 (WEDG) 出现以前,微细电极的制造与安装一直是制约微细电火花加工技术发展的瓶颈问题。由于微细电极安装过程中存在的问题,采用离线方式进行电极的检测显然是不可取的。从目前的应用情况来看,采用WEDG技术能很好地解决微细工具电极的制备问题。为了获得极细的工具电极,要求具有高精度的WEDG系统,同时还要求电火花加工系统的主轴回转精度达到极高的水准,一般应控制在1μm 以内。

(5) 排屑困难,不易获得稳定火花放电状态

由于微孔加工时放电面积、放电间隙很小,极易造成短路,因此欲获得稳定的火花放电状态,其进给伺服控制系统必须有足够的灵敏度,在非正常放电时能快速地回退,消除间隙的异常状态,提高脉冲利用率,保护电极不受损坏。

7. 电化学加工中的电解加工,电镀加工,电解磨削这三种加工原理有什么区别

电化学加工中的电解加工,电镀加工,电解磨削的原理都是在通电溶液中通过阴阳离子发生的氧化还原反应。

1、电解磨削:磨削时,两者之间保持一定的磨削压力,凸出于磨轮表面的非导电性磨料使工件表面与磨轮导电基体之间形成一定的电解间隙(约0.02~0.05毫米),同时向间隙中供给电解液。在直流电的作用下,工件表面金属由于电解作用生成离子化合物和阳极膜。

这些电解产物不断地被旋转的磨轮所刮除,使新的金属表面露出,继续产生电解作用,工件材料遂不断地被去除,从而达到磨削的目的。

2、电解加工:基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极,将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法,称为电解加工。

3、电镀加工:电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层。

电镀和电削要使用到电解,但电解不一定是用于电镀或电解磨削的。

(7)电化学加工的特点有哪些扩展阅读:

电解加工的特点:

1、加工范围广。

电解加工几乎可以加工所有的导电材料,并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制,加工后材料的金相组织基本上不发生变化。它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。

2、生产率高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

3、加工质量好。可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。

加工精度(mm):型面和型腔为 ± 0.05~0.20;型孔和套料为 ± 0.03~0.05。表面粗糙度(μm):对于一般中、高碳钢和合金钢,可稳定地达到 Ra1.6~0.4,有些合金钢可达到 Ra0.1。

4、可用于加工薄壁和易变形零件。

电解加工过程中工具和工件不接触,不存在机械切削力,不产生残余应力和变形,没有飞边毛刺。

5、工具阴极无损耗。

在电解加工过程中工具阴极上仅仅析出氢气,而不发生溶解反应,所以没有损耗。只有在产生火花、短路等异常现象时才会导致阴极损伤。

7、加工精度和加工稳定性不高。

电解加工的加工精度和稳定性取决于阴极的精度和加工间隙的控制。而阴极的设计、制造和修正都比较困难,阴极的精度难以保证。此外,影响电解加工间隙的因素很多,且规律难以掌握,加工间隙的控制比较困难。

8、由于阴极和夹具的设计、制造及修正困难,周期较长,因而单件小批量生产的成本较高。

同时,电解加工所需的附属设备较多,占地面积较大,且机床需要足够的刚性和防腐蚀性能,造价较高。因此,批量越小,单件附加成本越高。

8. 什么是特种加工它有什么特点

特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”,泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法,从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。

特点:

1、与加工对象的机械性能无关,有些加工方法,如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等,是利用热能、化学能、电化学能等,这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关,故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。

2、非接触加工,不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。

3、微细加工,工件表面质量高,有些特种加工,如超声、电化学、水喷射、磨料流等,加工余量都是微细进行,故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝,还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的机械应变或大面积的热应变,可获得较低的表面粗糙度,其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小,尺寸稳定性好。

5、两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工,其综合加工效果明显,且便于推广使用。

6、特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。



超声波加工基本原理:

在工件和工具间加入磨料悬浮液, 由超声波发生器产生超声振荡波, 经换能器转换成超声机械振动, 使悬浮液中的磨粒不断地撞击加工表面, 把硬而脆的被加工材料局部破坏而撞击下来。

在工件表面瞬间正负交替的正压冲击波和负压空化作用下强化了加工过程,因此,超声波加工实质上是磨料的机械冲击与超声波冲击及空化作用的综合结果。

在传统超声波加工的基础上发展了旋转超声波加工,即工具在不断振动的同时还以一定的速度旋转,这将迫使工具中的磨粒不断地冲击和划擦工件表面,把工件材料粉碎成很小的微粒去除,以提高加工效率。

超声波加工精度高,速度快,加工材料适应范围广,可加工出复杂型腔及型面,加工时工具和工件接触轻,切削力小,不会发生烧伤、变形、残余应力等缺陷,而且超声加工机床的结构简单,易于维护。

9. 电化学加工的特点有哪些

电化学加工是一种以电解原理为基础的加工技术。 加工时,刀具作为阴极和直流电源的负极连接,工件则作为阳极和电源正极相连。 在电解液中阴极和工件之间发生电荷交换,阳极工件被溶解,这样不用接触工件便可对其进行定点加工,精密制造出工件的不同轮廓,环形通道,直槽和环形槽等。 被电解的工件材料在电解液中沉淀形成金属氢氧化物。 电化学加工不受工件金属组织结构的影响,不论是软金属材料还是热后的硬金属材料都能很好地被去除 (电解)。 采用电化学方法加工时,工件不需承受热负荷,也不会产生机械应力。

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