電解加工是利用陽極溶解的電化學(xué)反應(yīng)對金屬材料進(jìn)行成型加工。
中國在20世紀(jì)50年代就開始應(yīng)用電解加工方法對炮膛進(jìn)行加工,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)的葉片,筒形零件、花鍵孔、內(nèi)齒輪、模具、閥片等異形零件的加工。近年來出現(xiàn)的重復(fù)加工精度較高的一些電解液以及混氣電解加工工藝,大大提高了電解加工的成型精度,簡化了工具陰極的設(shè)計,促進(jìn)了電解加工工藝的進(jìn)一步發(fā)展。
電解加工時,通常以工件為陽極,工具為陰極,工件與工具之間保持狹窄的間隙(一般不超過 0.02~1毫米),兩極之間有高速電解液通過。當(dāng)工具陰極不斷向工件推進(jìn)時,由于兩表面之間間隙不等,間隙最小的地方,電流密度最大,工件陽極在此處溶解得最快。因此,金屬材料按工具陰極型面的形狀不斷溶解,同時電解產(chǎn)物被電解液沖走,直至工件表面形成與陰極型面近似相反的形狀為止,此時即加工出所需的零件表面。
電解加工采用低壓直流電源(6~24伏),大工作電流。為了能保持連續(xù)而平穩(wěn)地向電解區(qū)供給足夠流量和適宜溫度的電解液,加工過程一般在密封裝置中進(jìn)行。
導(dǎo)電磨削又稱電解磨削。是電解作用和機(jī)械磨削相結(jié)合的加工過程。導(dǎo)電磨削時,工件接在直流電源的陽極上,導(dǎo)電的砂輪接在陰極上,兩者保持一定的接觸壓力,并將電解液引入加工區(qū)。當(dāng)接通電源后,工件的金屬表面發(fā)生陽極溶解并形成很薄的氧化膜,其硬度比工件低得多,容易被高速旋轉(zhuǎn)的砂輪磨粒刮除,隨即又形成新的氧化膜,又被砂輪磨去。如此進(jìn)行,直至達(dá)到加工要求為止。
電化學(xué)拋光又稱電解拋光。直接應(yīng)用陽極溶解的電化學(xué)反應(yīng)對機(jī)械加工后的零件進(jìn)行再加工,以提高工件表面的光潔度。電解拋光比機(jī)械拋光效率高,精度高,且不受材料的硬度和韌性的影響,有逐漸取代機(jī)械拋光的趨勢。電解拋光的基本原理與電解加工相同,但電解拋光的陰極是固定的,極間距離大(1.5~200毫米),去除金屬量少。電解拋光時,要控制適當(dāng)?shù)碾娏髅芏?。電流密度過小時金屬表面會產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象,且生產(chǎn)效率低;當(dāng)電流密度過大時,會發(fā)生氫氧根離子或含氧的陰離子的放電現(xiàn)象,且有氣態(tài)氧析出,從而降低了電流效率。