《电化学加工》PPT课件

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1、第四章电化学加工第一节电化学加工原理及分类第二节电解加工第三节电解磨削第四节电铸、涂镀及复合镀加工第一节电化学加工包括从工件上去除金属的电解加工和向工件上沉积金属的电镀、涂覆、电铸加工两大类1.原理利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法；2、电解质溶液电解质：溶于水能导电的介质电解液：电解质溶于水形成的溶液3、电极电位金属和盐溶液之间的电位差外加电源作用后：电子向阳极移动并被抽走，加速阳极金属正离子溶入电解液而腐蚀电解液中正离子向阴极移动，外电源供给电子加速阴极反应4、电极极化极化：有

2、电流通过时，电极电位平衡状态被破坏，阳极的电极电位向正移、阴极的电极电位向负移极化后产生超电位5、金属钝化和活化钝化：金属阳极溶解过程超电位升高，电解速度减慢，直至形成稳定状态不溶解钝化形成钝化膜活化：破坏金属钝化膜方法：加入还原性气体或活性离子机械方法破坏钝化膜6.电化学分类第二节　电解加工1、过程电解加工（electrochemicalmachining，ECM）是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件加工成形的一种方法。一、电解加工的过程及其特点1-直流电源2-工具阴极3-工件阳极4-

3、电解液泵5-电解液加工时，工件接电源正极（阳极），按一定形状要求制成的工具接负极（阴极），工具电极向工件缓慢进给，并使两极之间保持较小的间隙（通常为0.02～0.7mm），利用电解液泵在间隙中间通以高速（5～50m/s）流动的电解液。在工件与工具之间施加一定电压，阳极工件的金属被逐渐电解蚀除，电解产物被电解液带走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。图中的细竖线表示通过阳极（工件）和阴极（工具）间的电流。竖线的疏密程度表示电流密度的大小加工开始时，工件阳极与工具阴极的形状不同，工件表面上的各点至工具表面的距

4、离不等，因而各点的电流密度不等。阳极与阴极距离较近的地方通过的电流密度较大，电解液的流速也较高，阳极溶解的速度也就较快，而距离较远的地方，电流密度就小，阳极溶解就慢。由于工具相对工件不断进给，工件表面上各点就以不同的溶解速度进行溶解，电解产物不断被电解液冲走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。（１）加工范围广不受材料本身强度、硬度和韧性的限制，可加工高强度、高硬度和高韧性等难切削的金属材料，如淬火钢、钛合金、硬质合金、不锈钢、耐热合金，可加工叶片、花键孔、炮管膛线、锻模等各种复杂的三维型面，以及薄壁、异形

5、零件等2、电解加工的特点（２）能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔，进给速度可快达0.3～15mm/min。（３）表面质量好加工中无切削力和切削热的作用，所以不产生由此引起的变形和残余应力、加工硬化、毛刺、飞边、刀痕等，可以达到较低的表面粗糙度（Ra1.25～0.2μm）和±0.1mm左右的平均加工精度。电解微细加工钢材的精度可达±10～70μm。适合于加工易变形或薄壁零件。（４）加工过程中工具电极理论上无损耗，可长期使用。因为工具阴极材料本身不参与电极反应，其表面仅产生析氢反应，同时工具材料又是抗腐蚀性

6、良好的不锈钢或黄铜等，所以除产生火花短路等特殊情况外，工具阴极基本上没有损耗。（５）加工生产率高约为电火花加工的5～10倍以上，在某些情况下比切削加工的生产率还高。且加工生产率不直接受加工质量的限制，故一般适宜于大批量零件的加工。电解加工缺点：①电解加工影响因素多，技术难度高，不易实现稳定加工和保证较高的加工精度。②工具电极的设计、制造和修正较麻烦，因而很难适用于单件生产。③电解加工设备投资较高，占地面积较大。④电解液对设备、工装有腐蚀作用，电解产物的处理和回收困难。二、电解加工时的电极反应（一）钢在NaCl水溶液中

7、电解加工的电极反应①阳极反应Fe—2eFe+2Fe—3eFe+34OH-—4eO2↑+2H2O2CL-—2eCL2↑Fe+2+2OH-Fe（OH）2↓（墨绿色的絮状物）4Fe（OH）2+2H2O+O24Fe（OH）3↓（黄褐色沉淀）②阴极反应按可能性为2H++2eH2↑Na++eNa↓按照电极反应的基本原理，电极电位最正的粒子将首先在阴极反应。因此，在阴极上只会析出氢气，而不可能沉淀出钠。电解加工过程中，由于水的分解消耗，电解液的浓度逐渐变大，而电解液中的Cl-和Na+仅起导电作用，本身并不消耗，因此对于NaCl电解

8、液，只要过滤干净，适当添加水分，就可长期使用。工具也可长期使用。三、电解液作用：导电介质在电场作用下发生电化学反应冲走电解产物、带走热量（一）对电解液要求1、足够的蚀除速度2、较高的加工精度和表面质量3、阳极反应最终产物为不溶性化合物4、绿色环保（二）常用电解液电解液可分：中性盐溶液腐蚀性小，使用时较安全，应用最普遍最常用的有NaCl：使用广泛