电解磨削电化学特种加工

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电解磨削的优势
电解磨削的效率一般高于机械磨削 ，磨轮损耗较低，加工工件表面产生 热量少，所以不产生磨削烧伤、裂纹 、残余应力、加工变质层和毛刺等， 表面粗糙度一般为R 0.63～0.16微米 ，最高可达R 0.04～0.02微米。
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影响加工精度的因素
1. 电解液
▪ 电解液的成分直接影响到阳极表面钝化膜的性质。如果所生成 的钝化膜结构疏松，对工件表面的保护能力差，加工精度就低 。要获得高精度的零件，在加工过程中工件表面应生成一层结 构致密、均匀、保护性能良好的低价氧化物。钝化性电解液形 成的阳极钝化膜不易受到破坏。硼酸盐、磷酸盐等弱电解质的 含氧酸盐的水溶液都是较好的钝化性电解液。
▪ 加工硬质合金时，要适当控制电解液的pH值，因为硬质合金的 氧化物易溶于碱性溶液中。要得到较厚的阳极钝化膜。不应采 用高pH值的电解液，一般pH=7-9为宜。PageΒιβλιοθήκη ▪ 102. 被加工材料的性质
▪对成分复杂的材料，由于不同金属元素的电极电位不 同，阳极溶解速度也不同，特别是电解磨削硬质合金 和钢料的组合件时，问题更为严重。因此，要研究适 合多种金属、同时均匀溶解的电解液配方，这是解决 多金属材料电解磨削的主要途径。
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4. 机械因素
▪电解磨削过程中，阳极表面的活化主要是机械磨削作 用，因此机床的成形运动精度、夹具精度、磨轮精度 对加工精度的影响是不可忽略的。其中电解磨轮占有 重要地位，它不但直接影响到加工精度，而且影响到 加工间隙的稳定。电解磨削时的加工间隙是由电解磨 轮保证的，为此，除了精确休整砂轮外，砂轮的磨料 应该选择较硬的、耐磨损的材料。
定义
电解加工与机械磨削相结合的特种 加工，又称电化学磨削，英文简称 ECG。电解磨削是20世纪50年代初美 国人研究发明的为电解磨削的原理。 工件作为阳极与直流电源的正极相连 ；导电磨轮作为阴极与直流电源的负 极相连。
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电解磨削简介
磨削时，两者之间保持一定的磨削压力，凸出于 磨轮表面的非导电性磨料使工件表面与磨轮导电基体 之间形成一定的电解间隙（约0.02～0.05毫米），同 时向间隙中供给电解液。在直流电的作用下，工件表 面金属由于电解作用生成离子化合物和阳极膜。这些 电解产物不断地被旋转的磨轮所刮除，使新的金属表 面露出，继续产生电解作用，工件材料遂不断地被去 除，从而达到磨削的目的。
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电解磨削用设备
电解磨削的设备主要包括直流电源、电解液系统和电解磨 床。
电解磨削用的直流电源要求有可调的电压（5-20V）和较硬 的外特性，最大工作电流视加工面积和所需生产率可自101000A不等。只要功率许可，一般可以和电解加工的直流电源 设备通用。
供应电解液的循环泵一般用小型离心泵，但最好是耐酸、 耐腐蚀的。还应该有过滤和沉积电解液杂质的装置。在电解过 程中有时会产生对人体有害的气体，如一氧化碳等，因此在机 床上最好设有强制抽气装置或中和装置，否则至少要在空气较 流通的地方操作。电解液的喷射一般都用管子和便喷嘴，喷嘴 接到砂轮的上方，向工作区域喷射电解液。
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电解磨床与一般磨床相似，在没有专用磨床时，可以用其 它磨床改装，改装工作主要有：①增加导电装置。②将砂轮主 轴和床身绝缘，不让电流有可能在轴承的摩擦面间流动。③将 工具、夹具和机床绝缘。④增加机床对电解溶液的防溅防锈装 置。为了减轻和避免机床的腐蚀，机床与电解液接触的部分应 选择耐腐蚀性较好的材料。
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电解磨削所使用的电解液应具有下列特性：
1.能使金属表面生成结构紧密、黏附力强的钝化膜。 2.导电性好，生产效率高。 3.机床及夹具的腐蚀性要小。 4.要对人体无害。
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适用范围
电解磨削适合于磨削各种高强度、 高硬度、热敏性、脆性等难磨削的金 属材料，如硬质合金、高速钢、钛合 金、不锈钢、镍基合金和磁钢等。用 电解磨削可磨削各种硬质合金刀具、 塞规、轧辊、耐磨衬套、模具平面和 不锈钢注射针头等。
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工件作为阳极与直流电源的正极相连；导 电磨轮作为阴极与直流电源的负极相连
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图所示为电解磨削加工过程原理图，图中1为 磨粒，2为导电砂轮的结合剂（铜或石墨），3为 被加工工件，4为电解产物（阳极钝化薄膜），间 隙被电解液5充满。电流从工件3通过电解液5而流 向磨轮，形成通路，于是工件（阳极）表面的金属 在电流与电解液的作用下发生电解作用（电化学腐 蚀），被氧化成一层极薄的氧化物或氢氧化物薄膜4， 一般称它为阳极薄膜。但刚形成的阳极薄膜迅速被 导电砂轮中的磨料刮除，在阳极工件上又露出新的 金属表面并被继续电解。这样，其电解作用和刮除 薄膜的切削作用交替进行，使工件连续的被加工， 直至达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。
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导电砂轮1与直流电源的负极相连，被加工工件2（ 硬质合金车刀）接正极，它在一定压力下与导电砂轮 相接触。加工区域中送入电解液3，在电解与机械磨
削的双重作用下，车刀的后刀面很快就被磨光。
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电解液
电解液一般采用硝酸钠、亚硝酸钠 和硝酸钾等成分混合的水溶液，不同 的工件材料所用电解液的成分也不同 。导电磨轮由导电性基体(结合剂)与 磨料结合而成，主要为金属结合剂金 刚石磨轮、电镀金刚石磨轮、铜基树 脂结合剂磨轮、陶瓷渗银磨轮和碳素 结合剂磨轮等，按不同用途选用。