铝合金电解加工中的钝化行为及其对加工过程的影晌-论文.pdf

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1、第2O卷第1期电化学VO1．20NO．12014年2月JOURNAL0FELECTR0CHEMISTRYFeb．2014DOI：10．13208~．electrochem．130104ArticalID：1006—-3471(2014)01-·0028-05Citethis：Electrochem．2014，20(1)：28—32Http：／／electrochem．xmu．edu．cn铝合金电解加工中的钝化行为及其对加工过程的影响蒋利民，邓文波，应俊龙(南昌航空大学轻合金加工国防重点学科实验室，材料科学与工程学院，江西南昌330063)摘要：本文研究与分析了铝合金电解加工过程的钝化行为，

2、探讨了加工电压、电流密度、加工间隙及电解液成分等因素对电解加工性能的影响．研究表明，在试验温度(23±1)0C下，铝合金在NaNO，和NaF复合电解液体系(钝化电解液)存在钝化现象，钝化降低了电解加1二的电流效率．并使电流效率随电流密度发生较大变化．同时，钝化也使间隙特征曲线负移．而在相同浓度NaC1和NaF复合电解液体系(活化电解液)电解加工，可在很宽的电位范围内保持活性溶解．在钝化电解液中，电解加工表面更加平整．关键词：电解加工；铝合金；钝化；电流效率；表面形貌中图分类号：0646．51文献标识码：A铝合金有优良的综合性能，在航空工业、汽车拟分析“】等．也提出轻金属的新型微细电化学加制

3、造、现代国防工业等众多领域已广泛应用．目前。工方法[12_，但从电化学角度对电解液及其作用机铝合金一般采用车削、机械铣切或化学腐蚀等加工理的研究则很少．实际上，电解液体系对金属材料方法．但某些特殊形状的器件．如飞行器装置整体电极过程的作用显著，对电解加工质量有很大影薄壁构件，要在壳体内壁沿圆周均匀加工出许多矩响，其作用机理非常复杂，而且同一电解液对不同形盲槽，常规机械加工刀具深人构件内部加工极不加工材料的作用机理也存在相当大的差异．在某些方便[1】．化学铣削加工精度不高，且在保护胶下的电解液中(如含硝酸钠电解液)铝合金电解加工常侧面方向上还会发生溶解，加工表面质量较差．加常出现钝化现象，导

4、致电流效率降低，加工速率减工工件不能满足这一整体薄壁构件设计要求．电火慢．新的高性能轻合金电解加工电解液体系的开发花加工工件表层由于瞬时高温和液体介质的冷却仍不多．本文研究铝合金材料在电解加工过程出现作用，使化学成分和金相组织结构发生很大变化，的钝化现象，从电化学角度分析与讨论了其作用机还存在残余应力等表面质量问题。加工速度也很低理，以期为铝合金电解加工的电极过程研究提供参_21考与指导．为提高铝合金电解加工质量和加工精度．对某些复杂曲面结构件．上述加工均显示出明显不足，电解加工则有独到的优势．提供理论依据．电解加工是一种非接触式加工方法，克服了上1实验述加工缺陷，加工效率高，加工质量优异

5、，是一种极1．1材料好的特种加工方法．并且在加工成型规律、阴极设将7075铝合金切成15lllrl×15lnlYl×5ITUTI计以及加工基础等已经积累了较丰富的经验．但矩形，暴露约10mlTl×10170111，其余各部分表面均是，电解加工仍存在一些不足之处，加工精度还有以绝缘胶密封．实验化学试剂均为分析纯．待于提高．近年来电解加工技术的研究偏向于优化电解加工工具阴极为表面镀铂的不锈钢模板．工艺参数以及相应加工参量的数学模拟．如两极之电化学测试采用饱和甘汞参比电极及Pt对电极(S间的电场模拟分析[7-9]、电解液的流动方式及流场模=10mtYl×1011311．收稿日期：2013一Ol—

6、O4，修订日期：2013—03-04通讯作者，Tel：(86—791)83863026，E—mail：lm-jiang@vip．sina．com国家自然科学基金项目(No．21263017，No．91023047)、轻合金加工国防科技重点学科实验室基金及江西省工业支撑项目基金资助第1期蒋利民等：铝合金电解加工中的钝化行为及其对加工过程的影响1．2电解液组成液体系中的极化曲线，扫描速率0．1V·S～．温度体系①9g·L-NaC1+6g-L。NaF；体系②9g·L(23_+I)oC．电解加工表明，在NaNO和NaF复合电NaNO3+6g·L～NaF．电解液均由蒸馏水配制．电解液体系中对铝合金电

7、解加工时，当电解加工电压化学测量所用电解质浓度比实际加工浓度要低(浓在2V以内，电解加工速率非常缓慢．几乎不发生度太高时，由于在高极化电位区部分电解质参与电阳极溶解；而在NaC1和NaF复合电解液体系电解极过程以及溶液电导的提高，容易导致总电流超过加工时，加工速率很快．NaNO，溶液表现出致钝电恒电位仪的量程)．实际加工时采用大功率电源(本解液特性，铝合金在该电解液中发生钝化，致钝电实验加工电源为7．5kW)，NaC1和