电化学加工方法有哪些

① 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。

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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。

② 电化学加工的分类

利用阳极溶解的电化学反应对金属材料进行成型加工的方法。
当工具阴极不断向工件推进时，由于两表面之间间隙不等，间隙最小的地方，电流密度最大，工件阳极在此处溶解得最快。因此，金属材料按工具阴极型面的形状不断溶解，同时电解产物被电解液冲走，直至工件表面形成与阴极型面近似相反的形状为止，此时即加工出所需的零件表面。
电解加工采用低压直流电源（6～24伏），大工作电流。为了能保持连续而平稳地向电解区供给足够流量和适宜温度的电解液，加工过程一般在密封装置中进行。 又称电解刻蚀。应用电化学阳极溶解的原理在金属表面蚀刻出所需的图形或文字。其基本加工原理与电解加工相同。由于电刻蚀所去除的金属量较少，因而无需用高速流动的电解液来冲走由工件上溶解出的产物。加工时，阴极固定不动。电刻蚀有以下4种加工方法。
①按要刻的图形或文字，用金属材料加工出凸模作为阴极，被加工的金属工件作为阳极，两者一起放入电解液中。接通电源后，被加工件的表面就会溶解出与凸模上相同的图形或文字。
②将导电纸（或金属箔）裁剪或用刀刻出所需加工的图形或文字，然后粘贴在绝缘板材上，并设法将图形中各个不相连的线条用导线在绝缘板背面相连，作为阴极。适于图形简单，精度要求不高的工件。
③对于图形复杂的工件，可采用制印刷电路板的技术，即在双面敷铜板的一面形成所需加工的正的图形，并设法将图形中各孤立线条与敷铜板的另一面相连，作为阴极。不适于加工精细且不相连的图形。
④在待加工的金属表面涂一层感光胶，再将要刻的图形或文字制成负的照相底片覆在感光胶上，采用光刻技术将要刻除的部分暴露出来。这时阳极仍是待加工的工件，而阴极可用金属平板制成。 利用电解原理，对有色和稀有金属进行提炼和精炼。分为水溶液电解冶炼和焙盐电解冶炼两种。
水溶液电解冶炼在冶金工业中广泛用于提取和精炼铜、锌、铅、 镍等金属。例如铜的电解提纯：将粗铜（含铜99%）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸（H2SO4）和硫酸铜（CuSO4）的混和液作为电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子（Cu2+）向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn2+和Fe2+）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。
焙盐电解冶炼用于提取和精炼活泼金属（如钠、镁、钙、铝等）。例如，工业上提取铝：将含氧化铝（Al2O3）的矿石进行净化处理，将获得的氧化铝放入熔融的冰晶石（Na3AlF6）中，使其成为熔融状的电解体，以碳棒为电极，两极的电化学反应为
4Al3++6O2-+3C─→4Al+3CO

③ 电化学加工有哪些实际应用

(1)模具型腔加工：电解加工适应难加工材料(高镍合金钢、粉末合金)、复杂结构的优势。电解加工在模具制造领域中已占据了重要地位。
(2) 叶片型面加工：这类加工效率高，生产周期短;加工质量好;但设备、阴极均较复杂，须采用三头或斜向进给机床、复合双动阴极。国外自动生产线上已采用此方案，国内开始试制。
(3)型孔及小孔加工
4. 枪、炮管膛线加工：传统的枪管膛线制造工艺为挤线法，该法生产效率高，但挤线冲头制造困难，毛坯材料损耗严重，且校正、电镀、回火等辅助工序较多。
5. 整体叶轮加工：通常整体叶轮多为不锈钢、钛合金或高温耐热合金等难切削材料;再加之其为整体结构且叶片型面复杂，使得其制造非常困难。
6. 电解去毛刺：电解去毛刺的加工间隙较大，加工时间又很短，因而工具阴极不需要相对工件进给运动，即可采用固定阴极加工方式，机床不需要工作进给系统及相应的控制系统。
7. 数控展成电解加工：数控展成电解加工工具阴极形状简单(棒状、球状及条状)，设计制造方便，且适用范围广，大大缩短了生产准备周期，因而可适应多品种、小批量生产趋势，弥补电解加工在小量、单件加工时经济性差的缺点。
8. 微精电解加工：目前微精电解加工还处于研究和试验阶段，其应用还局限于一些特殊的场合，如电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工(美国IBM公司)、微米级浅槽加工(荷兰飞利浦公司)、微型轴电解抛光(日本东京大学)已取得了很好的加工效果，精度已可达微米级。

④ 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。

⑤ 特种加工的分类

特种加工方法的类别很多，根据加工机理和所采用的能源，可分为以下几类：

（1）力学加工应用机械能来进行加工，如磨粒流加工（AFM）、磨料喷射加工（AJM）、液体喷射加工（HDM）等。

（2）电物理加工利用电能转换为热能进行加工，如电火花加工（EDM）、电火花线切割加工（WEDM）、等离子体加工（PAM）、电子束加工（EBM）等；利用电能转换为机械能进行加工，如离子束加工（IBM）等。

（3）电化学加工利用电能转换为化学能进行加工，如电解加工（ECM）、电铸加工（ECM）、涂镀加工（EPM）等。

（4）物理加工利用声能转换为机械能进行加工，如超声波加工（USM）；利用光能转换为热能进行加工，如激光束加工（LBM）。

（5）化学加工利用化学能或光能转换为化学能来进行加工，如化学铣削（CHM）、光刻加工（PCM）（即刻蚀加工、光化学加工）等。

特种加工原理

利用理化方法将不同材料或相同材料结合〔Bonding)在一起，是一种堆积成形加工。按结合方法和结合强弱又可分为附着〔Deposi一tion、注入〔Injection)和连接C Jointed三种。附着又称沉积，是在工件表面上覆盖一层物质，是一种弱结合。

典型的加工方法是镀;注入是在工件表层上渗入某些元素，并与基体材料产生物化反应以改变工件表层材料的力学及机械性质，是一种强结合，典型的加工方法如氮化、渗碳等;接合是将两种材料通过物化方法连接在一起，如激光焊接、化学粘接等。

⑥ 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。