《电化学加工》PPT课件

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1、特种加工Non-traditionalMachining第四章电化学加工（ElectrochemicalMachining)第四章电化学加工1.电化学加工的概念2.第一节电化学加工的基本原理及分类（一）电化学加工过程阳极：氧化溶解Cu→Cu+2+2e阴极：还原沉积Cu+2+2e→Cu电化学反应在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应第一节电化学加工原理及分类CuCu12VieCu2+H1+Cl1-OH1-CuCl2溶液中的电化学反应（三）电极电位金属原子结构:电子+金属阳离子双电层现象动态过程(活泼金属)Fe→Fe2++2eFe2++2e→Fe电极电位(平衡电极电位)产生在金属和它的盐溶液之间的

2、电位差--------++++++++活泼金属Fe双电层FeFeCl2第一节电化学加工原理及分类（三）电极电位双电层现象动态过程(不活泼金属)Cu2++2e→CuCu→Cu2++2e标准电极电位以标准氢电极电位为基准，测量各种元素的电极电位（表4-1）原电池e++--------++++++Fe--++++----------CuNaCl2++++++--------不活泼金属Cu双电层CuCuSO4++第一节电化学加工原理及分类（四）电极的极化两极间无电流通过时：平衡电极电位两极间有电流通过时：极化现象阳极：电极电位→向正移阴极：电极电位→向负移超电位：极化后的电极电位与平衡电极电位之差产

3、生电极极化的原因：浓差极化（阳极）电化学极化（阴极）+V-V电位i阳极阴极图4-5电极极化曲线第一节电化学加工原理及分类1.浓差极化（在阳极）阳极金属失去电子速度加快电流密度↑Cu2+产生速度＞扩散、迁移速度Cu2+在阳极堆积阳极电位↑---Cu2+CuCu12VieNaCl溶液中的电化学反应第一节电化学加工原理及分类2.电化学极化（在阴极）阴极电子量增大电流密度↑电子增加量＞2H++2e→H2反应中消耗量电子在阴极表面堆积阴极电位↓CuCu12VieNaCl溶液中的电化学反应---e第一节电化学加工原理及分类（五）金属的钝化和活化成相理论在表面形成薄膜（氧化物、氢氧化物或盐类）吸附理论在表

4、面形成氧的吸附层第一节电化学加工原理及分类活化：活化方法机械破坏物理活化（加热溶液）化学活化（活性离子Cl-）金属钝化膜破坏的过程（五）金属的钝化和活化第一节电化学加工原理及分类二、电化学加工分类第一节电化学加工原理及分类一、电解加工过程及其特点电解加工是利用金属在电解液中的电化学反应（阳极溶解），将工件加工成形的。第二节电解加工0.5~2MPa10～24V图4-3电解加工成形原理示意图电解加工的特点（优点）加工范围广生产效率高电火花加工的5~10倍加工质量较好Ra值：1.25~0.2μm；加工精度：±0.1mm无机械力作用无残余应力、无变形阴极工具理论上不损耗第二节电解加工电解加工的特点（

5、缺点）加工稳定性差，达不到高精度要求工具设计、制造麻烦机床附属设备比较多，体积大，造价高环境污染问题第二节电解加工二、电解加工时的电极反应（一）钢在氯化钠水溶液中电解加工的电极反应（1）阳极反应1）Fe-2e→Fe2+Fe-3e→Fe3+2）40H--4e→O2↑3）2Cl--2e→Cl2↑Fe2++2OH-→Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+2H2O+O2→4Fe（OH）3↓第二节电解加工二、电解加工时的电极反应（一）钢在氯化钠水溶液中电解的电极反应（2）阴极反应1）2H++2e→H2↑2）Na++e→Na↓第二节电解加工二、电解加工时的电极反应（二）电解加工过程中的电能利用电解加工时，加

6、工电压是使阳极不断溶解的总能源。欲在两极间形成一定加工电流使阳极达到较高的溶解速度，加工电压要大于或等于两部分电势之和。一部分是电解液电阻形成的欧姆电压；另一部分是进行阳极反应和阴极反应所必须的电压，它由阴阳极本身的电极电位和极化产生的各种超电位组成。第二节电解加工电压利用：5%-30%抵消极化产生的超电位；70%-95%用于克服间隙电解液的电阻。电流效率：与阳极极化程度有关。三、电解液电解液的作用作为导电介质，传递电流产生电化学反应排屑、散热（一）对电解液的基本要求有足够的蚀除速度保证加工精度和表面质量性能稳定、腐蚀性小最终产物为不溶性物质，便于排屑第二节电解加工三、电解液（二）三种常用的

7、电解液中性：NaCl，NaNO3，NaClNO3酸性：HCl，HNO3，H2SO4碱性：NaOH，KOH第二节电解加工1.NaCl电解液NaCl电解液的特点：易溶解、电离度高→导电性好含有活化Cl-离子→钝化膜小适应面广、价廉杂散腐蚀严重，复制精度差第二节电解加工2.NaNO3电解液属于钝化型电解液加工表面：利用超钝化区，加工速度快非加工表面：利用钝化区，起保护作用钝化型电解液的应用第二节电解加工钢在NaNO