第六章 特种加工 电化学ppt课件.ppt

第六章电化学加工利用阳极在电解液中发生电化学作用对金属进行成形加工。分类:1)阳极溶解:电解加工;电解抛光。2)阴极沉淀:电镀;电铸。3)电化学复合加工电解磨削;电化学阳极机械加工。2020/9/301电化学加工的主要特点--特点:◆优点:不受工件硬度、强度的限制;生产效率高,为电火花加工时的5~10倍;无残余应力及变形;加工质量(精度±-,-)阴极工具不产生耗损。◆缺点:工件精度及表面质量一般;电解产物可能产生污染;单件成本高;工件为导电材料。2020/9/302第一节、电解加工的机理和基本规律一、电解加工的特点和应用1)以简单的直线运动一次加工出复杂的形腔2)可以加工高硬度、高强度和高韧性的材料3)加工过程中无切削力和切削热4)加工后零件无毛刺和残余应力5)生产率较高6)电极基本不损耗工件精度及表面质量一般;电解产物可能产生污染;单件成本高;不适合单件小批量生产工件为导电材料。二、电解加工的机理--原理:电化学阳极溶解。◆两极间隙较小(~1mm);◆具有一定压力的电解液高速(10-60m/s)流过间隙。2020/9/304三、金属阳极溶解机理(略)--电化学加工过程:离子导体;阴极:正离子得到电子,发生还原反应。阳极:负离子失去电子,发生氧化反应。或者,阳极金属原子失掉电子,成为正离子,进入液体。--电化学反应:在电极和电解液的界面上发生的交换电子的反应。2020/9/305--阳极过程:在外电场作用下,金属原子克服金属晶体的作用力而失去电子,成为金属离子;金属离子与水分子结合成为水化离子;金属水化离子从电极表面液层扩散,离开阳极表面附近的区域。--阴极过程:水化氢离子脱掉水分子,成为氢离子;氢离子在电极表面获得电子,成为氢原子;氢原子复合成氢分子;氢分子形成气泡。2020/9/306四、电化学加工中的基本规律1、电化学当量◆定义:单位时间内去除的金属量。◆法拉第电解定律:W=KQ=KItW—金属的溶解量;K—金属的电化学当量,与材料有关;Q—电量,与电流密度有关。I—电流强度;t—通电时间。2020/9/3072、加工速度1)体积加工速度W=ηKItV=W/ρ=ηK/ρItVv=V/t=ηωI2)深度加工速度V=AhVL=h/t=V/(At)=ηωIt/(At)=ηωI在电解加上过程中,当电解液和被加工材料选定后,加工速度与电流密度成正比,要提高加工速度,可增加电流密度。3、加工间隙:◆存在的必要性:电解过程,电解液流动。◆影响生产率:电极间隙越小,电流密度越大,蚀除速度越快。◆影响工件精度:电极形状+均匀间隙◆阴极电极不动,蚀除速度与加工间隙之间的关系。2020/9/309(1)端面平衡间隙:Δb保持不变时的间隙。工件的蚀除速度=阴极的进给速度2020/9/3010