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电化学加工在模具制造工艺中的应用 小组成员：邱鹏宇 李 威 董 昊 郝轩楠 讨论内容 一、电化学加工的原理及分类 二、电解加工 三、电解磨削 四、电镀、电铸 一、电化学加工的原理及分类 1、原理 在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应，利用这种电化学反应为基础对金属进行加工的方法即电化学加工。阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积。 一、电化学加工的原理及分类 2、分类 第一类是利用阳极溶解来进行加工，主要是电解加工和加化学抛光。第二类是是利用阴极沉积来进行加工，主要是电镀和电铸第三类是利用电化学加工和其他方法相结合的电化学复合加工主要有电解磨削和电化学阳极机械加工 二、电解加工 文本 文本 文本 文本 电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解，将工件加工成形地。最早应用是电解抛光。图4－6为电解加工过程地示意图。加工时，工件接 直流电源（10～20V）的正极，工具接电源的负极。工具向工件缓慢进给，使两极之间保持较小的间隙（0.1～1mm），具有一定压力（0.5～2MPa）的氯化钠电解液从间隙中流过，这时阳极工件的金属被逐渐电解腐蚀，电解产物高速（5～50m/s）的电解液带走。 二、电解加工 二、电解加工 电解加工的成形原理如图4－7所示，图中的细竖表通过极与阳极间的电流，竖线的疏密程度表示电流密度的大小。在加工刚开始时，阴极与阳极距离较近的地方通过的电流密度较大，电解液的流速也非常高，阳极溶解也就快，见图4－7a。由于工具相对工件不断进给，工件表面就不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，直至工件表面形成与阴极工作面相似的形状为止如图4－7b。 二、电解加工 电解加工的主要特点 1）加工范围广，可以加工硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金 等高硬度、及韧性金属材料，并可以加工叶片、锻模等各种复杂 型面。 2）电解加工的生产率较高，约为电火花加工的5～10倍。 3）表面粗糙度较好Ra1.25～0.2µm和±0.1mm左右的平均加工精度。 4）没有机械切削力，所以不会有残余应力和变形，没有飞边毛刺。 5）加工过程中阴极工具理论上不会损耗，可长期使用。 电解加工的主要缺点和局限性： 1）不易达到较高的加工精度和加工稳定性。 2）电极工具的设计和修正较麻烦，难适用于单件生产。 二、电解加工之电解液 1、对电解液的基本要求 （1）具有足够的蚀除速度 （2）具有较高的加工精度和表面质量 （3）阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物还有性 能稳定、操作安全，对设备的腐蚀性小以及价格 便宜。 2、三种常用电解液 中性盐溶液腐蚀性小，使用时较安全，应用普遍， 常用NaCl、NaNO3、NaClO3三种电解液。 （1）NaCl电解液 蚀除速度高，但杂散腐蚀也严重，故复制精度较差。 浓度为20％以内，一般为14％～18％。电解液温度 为25～35°C。 二、电解加工之电解液 （2）NaNO3电解液 钝化型电解液，阳极极化曲线如图4－9。成形精度 对比情况如图 4－10。NaNO3电解液在浓度为30％以 下时，有较好的非线形性能，成形精度高，而且对机 床腐蚀性小，价格也不高。主要缺点是电流效率低， 生产率也低，另外加工时阴极有氨气析出，所以 NaNO3会被消耗。 （3）NaClO3电解液 散蚀能力小，加工精度高；具有很高的溶解度；导 电能力强，可达到与NaCl相近的生产率；腐蚀作用小。 缺点：价格较贵，强氧化剂，使用时注意安全防火。 （4）电解液中加添加剂 为减少NaCl电解液的散蚀能力，可加入少量磷酸盐 等，提高成形精度。 NaNO3电解液加入少量NaCl，使 其加工精度和生产率均较高。为改善加工表面质量，可 添加络合剂、光亮剂等。如添加NaF，可改善表面粗糙 度。减轻腐蚀性，用缓蚀添加剂等。 二、电解加工的应用 目前电解加工主要应用在深孔加工、叶片（型面） 加工、锻模加工、管件内控磨光、各种型孔的倒圆 和去毛刺 （1）深孔加工 二、电解加工的应用 （2）型孔加工 二、电解加工的应用 （3）型腔加工 （4）拉丝模扩孔 （5）电化学抛光 电化学抛光时利用金属在电解液中发生阳 极溶解现象对工作表面进行腐蚀抛光。电化学抛光时，阳极一方面发生溶解，另一方面又生成一层薄薄的阳极黏膜。于是工件表面的粗糙度逐渐改善，并且呈现出较强的光泽。 三、电解磨削 （一）电解磨削基本原理 电解磨削属电化学机械加工范畴。是将金属的将电化学溶解作用和机械磨削作用相结合的一种磨削工艺。导电砂轮与直流电源相连，被加工工件接阳极，它在一定压力下与导电砂轮相接触加工