电化学加工.ppt

（3）表面质量及其影响因素 电解加工的表面质量包括表面粗糙度和表面层的物理机械性能。正常的电解加工的表面粗糙度能达到Ra1.25-0.16μm，由于靠电化学阳极溶解去除金属，所以没有切削力和切削热的影响，不会在加工表面发生塑性变形，不存在残余应力、冷作硬化或表面烧伤等缺陷。 影向电解加工表面质量的因素主要有： ①工件材料的合金成分、金相组织和热处理状态。 合金成分多，杂质多，金相组织不均匀，结构较疏松，结晶粗大，晶粒不一致等，都会造成溶解速度的差别，从而影响表面粗糙度。例如：铸铁、高碳钢的表面粗糙度较差。可采用适当的热处理，如均匀化退火等使组织均匀及晶粒细化等。 ②工艺参数：电流密度、电解液的流速大小和温度高低。 一般来说，电流密度较高时（＞30A/cm2 )，加工间隙较小，有利于阳极均匀溶解。电解液的流速过低，由于电解产物排除不及时时，氢气泡的分布不均或由于加工间隙内电解液的局部沸腾，造成表面缺陷。电解液流速过高，有可能引起流畅不均，局部形成真空而影响表面质量。电解液温度过高时，会引起阳极表面的局部剥落而造成表面缺陷；温度过低，钝化较严重，也会引起阳极表面不均溶解或形成黑膜。 ③工具阴极的表面质量。 表面条纹、刻痕等都会引起相应的复映误差而反映到工件表面上。阴极上喷液口的设计和布局也极为重要。如果设计不合理，流场不均匀，就可能使局部电解液供应不足而引起短路，以及引起流纹等瑕疵。阴极进给不均，会引起横向条纹。 ④工件表面必须除油去锈。避免导电不均和蚀除不均匀等。 ⑤电解液必须经过滤沉淀，不含固体颗粒杂质。 5.提高电解加工精度的途径 1)脉冲电流电解加工 ①消除加工间隙内电解液导电率不均匀化。加工区内的阳极溶解速度不均匀是产生加工误差的根本原因。由于阴极析氢产生的气泡对电解液的流动速度、压力、温度和密度等特性变化影响又集中反映在导电率的变化上，造成工件各处电化学阳极溶解速度不均匀，从而形成加工误差。采用脉冲电流电解加工就可以在两个脉冲间隔时间内，通过电解液的流动和冲刷，使间隙内电解液的导电率分布基本均匀。 ② 脉冲电流电解加工使阴极在电化学反应中析出的氢气是断续、呈脉冲状。它可以对电解液起搅拌作用，有利于电解产物的去除，提高电解加工精度。 2)小间隙加工 加工间隙愈小，愈能提高加工精度。对提高生产率也有益处。但间隙越小，对液流的阻力也大，电流密度也大，间隙内电解液温生快、温度高，需要施加较高的电解液压力。间隙过小易引起短路。 3)改进电解液 ①采用钝化性电解液，研究使用复合电解液。 ②采用低浓度电解液。（但缺点是效率较低） 4)混气电解加工 增加了电解液的电阻率，减少杂散腐蚀，使电解液向非线性化转化。一般间隙小处压力高，气泡体积小，电阻率较低，电解作用强。 6.电解加工基本设备 包括直流电源、电解加工机床(包括自动控制系统)和电解液系统三个部分。 4 -4 电铸、电刷镀 电铸、电刷镀和复合镀加工在本质上都属于电镀工艺的范畴，都是和电解原理相反，利用电镀液的金属正离子在电场作用下，镀覆沉积到工件阴极上的过程，因而均属于堆积加工。但它们也有明显的区别。见下表。 工艺目的 电镀 电铸 电刷镀 复合镀 表面装饰、防锈 复制成型加工 增大尺寸，改善表面性能 1.功能性镀层如耐磨层 2.制造砂轮工具 镀层厚度 0.001-0.05mm 0.05-5或以上 0.001-0.5或以上 0.05-1以上 精度要求 只要求表面光亮光滑 有尺寸及形状精度要求 有尺寸及形状精度要求 有尺寸及形状精度要求 镀层牢固 要求与工件金属牢固粘结 要求与原膜能分离 要求与工件金属牢固粘结 要求与工件金属牢固粘结 阳极材料 用与镀层金属同一材料 用与镀层金属同一材料 用石墨、铂等钝性金属 用与镀层金属同一材料 镀液 自配电镀液 自配电镀液 按被镀金属层选用现成供应的涂镀液 自配电镀液 工作方式 需要渡槽，工件侵在镀液中，与阳极无相对运动 需用渡槽，工件与阳极可以相对运动或静止不动 不需渡槽，镀液浇注或含吸在相对运动着的工件和阳极之间 可采用渡槽或采用其他方法，如电镀、电铸、电刷镀等 电铸、电刷镀和复合镀的主要区别 1) 电铸加工的基本原理 1. 电铸加工 电铸加工的原理图如左下图。用导电的原膜作阴极，用电铸的金属（如纯铜)作阳极，用电铸材料的的金属盐（如硫酸铜)溶液做电铸溶液。在直流电源的作用下，电铸溶液中的金属阳离子在阴极上还原成金属，沉积于原膜表面上，而阳极金属则不断地变成金属离子溶解到电铸液中进行补充，使溶液中金属离子的浓度保持基本不变。 当阴极原膜电铸层逐渐加厚达到要求的厚度时，与原膜分离，即可获得与原膜型面凸