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脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用

脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用
脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用

脉冲电化学机械光整加工在Cr12MoV中的应用摘要:汽车覆盖件模具精度要求高,超精加工采用脉冲电化学机械光整加工,通过选用合适的加工参数,加工出精度较高的汽车覆盖件模具。

关键词:脉冲电化学光整加工模具钢

在汽车生产中,对覆盖件中外板件(车门、引擎盖)的尺寸、性状上的精度要求很高,尤其对高端汽车中的覆盖模具的外板件的精度要求更加高,如果在一把加工工艺中就很难保证模具的型面与装配的精度。

汽车覆盖件模具的加工过程为:粗铣—半精铣—精加工——超精加工(镜面加工)。精加工一般采用磨削加工,而采用机械光整加工的是超精加工,同时还存在一些问题。脉冲电化学由于存在的优势与特点,能够解决机械光整加工的诸多问题[1]。由机械光整加工和脉冲电化学加工这两种技术发展起来的镜面抛光工艺的就是脉冲电化学光整加工,而在非线性电解溶液中的电化学阳极利用金属溶解去除少量的金属表面层,从而对工件进行了镜面抛光,达到了提高工件表面物理机械能,降低了工件表面粗糙度的一种表面光整加工的方法。

汽车覆盖件模具最常用材料是Cr12MoV,结合天汽模公司,对其制造的Cr12MoV汽车覆盖件模具进行脉冲电化学机械光整加工,主要从加工温度、电解液浓度、加工间隙、电流密度、脉冲参数等方

高频脉冲电化学去毛刺

高频脉冲电化学去毛刺 一、电化学去毛刺的原理 ? ECM电化学去毛刺(electrochemical machining-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、将零件去毛刺的一种方法。 电化学去毛刺决定因素 一、决定去毛刺去除量的主要参数: ? 去毛刺电流:根据去毛刺工件的所去毛刺的范围而定。 ? 去毛刺时间:根据去毛刺工件的毛刺大小有关。 ? 工件材料导电率:根据去毛刺工件的材质有关。 二、决定去毛刺质量的参数: 1、电流密度:电流的密度决定着切削量和表面质量。

2、电导率:电化学液的浓度决定着电导率,单位[mS]。根据去毛刺要求,电化学液的浓度应控制在8%-25%.(根据实际工件)。当然,温度对电导率也有影响。 3、间隙:夹具(阴极)和工件(阳极)之间的间隙决定着电流大小和电解液的冷却能力。 4、电化学液压力:间隙中电化学液的压力影响着电流和材料的去除,它同时决定着电解液的流量和流速。 5、电化学液温度:温度影响着电解液的传导率,根据去毛刺要求,温度应控制在20℃到35℃。(根据产品而定) 6、电化学液的PH值:电化学液的PH值应该控制在6.5到8.5之间,(根据产品而定)电化学液的PH值决定着电解液的浓度和质量。 7、电化学液的纯度:纯净的电化学液能确保恒量生产,并且可防止工件和/或夹具被阻塞。 电化学液在工作的作用 ? 为电化学去毛刺提供电路导通。 ? 冷却夹具。 ? 冲走去毛刺中产生的废屑。 电化学加工的反应 (钢在与NaCl水溶液) 一、阳极反应 ? Fe—2e Fe+2

? Fe—3e Fe+3 ? 4OH-—4e O2↑+2H2O ? 2CL-—2e CL2 ↑ ? Fe+2+2OH- Fe(OH)2↓(墨绿色的絮状物) ? 沉淀为4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3↓ (黄褐色沉淀) 二、阴极反应(按可能性为) ? 2H++2e H2↑ ? Na++e Na↓ ? 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。 ? 电化学去毛刺过程中,由于水的分解消耗,电化学液的浓度逐渐变大,而 电化学液中的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。 二、电化学去毛刺的特点 (1)去毛刺范围 电化学去毛刺适用于不锈钢、锌合金、铝制品、钛材、铜、银、金、中低碳钢等导电材质零件。 如:各种阀体、活塞、缸体铸件等汽车配件、电器、电脑、LED制品、电子数码配件、 精密模具及五金制品行业。

光整加工

模具表面的光整加工技术 刘德平1,李宏兵1,2 (1.郑州大学机械工程学院,450000;2.郑州轻工业学院轻工职业学院450002)关键词:模具;光整加工;高速铣削 光整加工是指精加工后,从工件上不切除或只切除极薄的材料层,以降低工件表面粗糙度或强化其表面的加工方法。光整加工可以获得比一般机械加工更高的表面质量。 模具表面光整加工一直以来都是模具加工中的难题之一,特别是对于一些硬度较高的金属模具进行装配时,我国目前仍以手工研磨抛光为主。手工研磨抛光不仅难以保障产品质量、加工周期长,而且模具钳工作业环境差、劳动强度大,从而使之成为模具制造效率的瓶颈,也制约了我国模具行业向更高层次发展。 对于模具复杂型腔和一些狭缝的精加工,传统的机加工方法已无法胜任,必须采用新的工艺措施,如电化学或电化学机械光整加工技术。随着科学技术的不断发展,各类模具的加工工艺要求越来越高。提高模具的抛光效率和表面质量,使我国模具制造工艺水平再上新台阶,已成为刻不容缓的重要课题。 在模具表面光整加工技术中,主要的可以分为两大部分,即传统光整加工技术和非传统光整加工技术。传统光整加工技术主要是以手工研磨抛光为主和逐渐发展起来的机械光整加工;非传统光整加工主要包括化学抛光、电化学抛光、电解研磨、电化学机械光整加工、超声波加工、电火花抛光、激光抛光技术以及磁流变抛光等。下面就主要的加工方法进行介绍。

1. 常用光整加工方法与设备 (1) 手工研磨抛光 该方法是传统模具光整加工所采用的主要手段,也是我国目前仍广泛采用的方法之一。该方法不需要特殊的设备,适应性比较强,主要依赖于模具钳工的经验和技术水平,但效率低(约占整个模具周期的1/3),且工人劳动强度大,质量不稳定,制约了我国模具加工向更高层次发展。但就目前的社会经济技术发展状况来看,在今后的相当一段时间内还不能完全淘汰这种加工手段。 (2) 数字式模具抛光机 这种抛光工具采用数字化控制,数字式显示和控制工艺参数,备有整套磨头及磨料,半自动抛光,具有体积小、使用方便的优点。其工艺特点主要有: a)具有平整功能,最大可平整的波纹长度为75mm。 b)和手工抛光相比,功效提高一倍,质量提高一个等级。 c)质量稳定,重复性好。 应用范围: a)各种模具材料:包括铸钢、锻钢、铝合金及锌基合金。 b)适用模具表面尺寸:从100×100mm~1500×3000 mm。 (3) 超声波模具抛光机 该抛光工具采用高频电火花脉冲电源与超声波快速振动研磨的原理进行抛光。它能完成一般抛光工具(电磨软轴等)难以伸入的窄槽、窄缝、边、角等曲折部位的抛光,抛光后不塌棱角,不影响模具的精度。该工具可以解决用户过去因工件形状复杂难以达到抛光要求这一难题。并且缩短了抛光时间提高了工作效率。为了提高粗糙度大于Ra1.6工件的抛光速度,工具采用超声波与专用的高

齿轮的脉冲电化学光整加工数控分度系统设计

2加8年第27卷 10月 第10期 机械科学与技术 MechIlicalScien∞锄d‰llIIology蠡”Aer∞paceEngirl∞rillg oI呦b凹2008 V01.27No.10翟小兵 齿轮的脉冲电化学光整加工数控分度系统设计 翟小兵1,李兵华2,徐文骥3,李洪友4,周锦进3 (1马鞍山科达机电有限公司,马鞍山24307l;2湖南冶金职业技术学院机械工程系,株洲4120ll; 3大连理工大学机械工程学院,大连116024;4华侨大学机电及自动化学院,泉州362021) 摘要:根据成型阴极脉冲电化学齿轮表面光整加工原理,设计了工装和分度数控系统。针对该系统的特点进行了误差分析,提出误差补偿措施。在此控制系统和优化的工艺参数下,采用宽度为5姗的工具阴极,可在5min内把模数3、齿数33、齿宽15姗和齿面硬度HRC50—HRC55的直齿轮齿面翱糙度砌值从1.6肛m降至o.1肛m以下,齿面的表面反射率p(A)由30%提高到80%一90%。 关键词:脉冲电化学光整加工;齿轮齿面;工装;数控系统 中图分类号:.I’G66文献标识码:A文章编号:1003名728(2008)lO.1187讲 Developmentof N哪ericalContr?olSysten塔 ofnllseElectrochenlicaIFiIlisIlingforGears ZhaiXiaobin91,UBinghua2,XuWenji3,“Hongyou4,ZhouJinjin3 (1M柚瑚h蛐KedaIIId岫trialCo.,LrID.。M姗h觚243071; 7Depa咖埒m0fM∞haIlicalEIlgin鲫咖,H‰跚MetallurgicalP耐e明i伽_al‰hnolo盱Couege,zhuzh∞4120ll; ’school0fM∞h肌icalEII删IIg,Dali强UIli"m畸ofTechI山留,Dali眦116024; ’coue伊0fM∞h彻icalEIIgiIl∞rilIg蚰dAut锄硝∞。Hu8qi∞ulliv啪蛔,Q岫h∞362021) Abs打act:Ba∞d帆出eprincipleofge盯’8pul∞elecnDchemical五IIishiIlg(PECF)technolo盱by8llapedel∞-删e8,ajig眦dcon№I8y8temba∞d帆山e姗ericalcon缸Dltechnolo盱forcontIDUingge盯dividiIlgde、,icei8de? Veloped.ErrQroftlIejig肌dcontrol8ystemi8肌aly∞d锄dcor咒8舯吼ding咖pensatorymetllodi8putforwaId.Un-dertlIeoptinli匏dp眦mete玛.ami邛时-like鲫矗∞eofge盯teedlWitll3mminmodule,33iIInumberofteetll,15衄ill稍dtlIofteetll觚dHRC50—HRC55iIl hardne褐ofteetII8u血cec髓begajnedbyPECF肌ddlc叭r沁emughne鼹、谊luecanbe聆duced舶mmo佗出髓jk1.6IJ皿toles8tll眦jkO.1Ⅲm,andg眦facerenecdvit)r、越uecanbeiIlcre鹪ed丘omles8tlIan30%tomo聆tIIan80%一90%witlliIl5mi硼te8.The弛蛐lt88howthattllePECFby删calcon缸olc蚰gready肌dquickly弛duce叭血ce砌】曲ne鹞Vahle8肌dimprovetlle叭血ceqtl址t),iIltlle 6Ilished印_ecialgea璐wit}lhardt00bhce. Key啪rds:PECF(Pul8eElec慨henIicalFini8hillg);ge盯肌出ce;gig;n啪ericalc仰砌 齿轮的加工质量直接影响相关机电产品的质量,高速、重载、低噪音、长寿命已成为齿轮设计和制造的研究方向,这就要求在保证齿轮有较高硬度和强度的同时,其加工精度和表面质量也要较高【l】。目前,获得高硬齿面常用的方法是采用热处理工艺。而为了有效地提高齿轮的最终加工精度和表面质 收稿日期:200r7一∞一2l 基金项目:福建省自然科学基金计划项目(2∞6J0166)资助 作者简介:翟小兵(19r73一)。高级工程师,博士,研究方向为特种加工与精密制造。珏b旺@l∞.嘲或dⅨ@2l∞.啪量,除了控制热处理变形等因素外,还会在热处理工序后增加齿轮精加工、修形加工和光整加工工序。但是,由于目前齿轮齿面的光整加工主要还是采用机械加工方法,效率低且成本高,劳动强度较高。比如,磨齿生产率不高,加工成本又太高;珩齿虽然生产率可以满足大批量齿轮生产的要求,但加工成本也较高。再者,磨齿及珩齿加工中刀具(砂轮及珩磨轮)耗损要经常进行修整,而刀具的修磨也较为复杂,且影响效率;研齿和抛齿生产率太低,不适合 大批量生产;硬齿面齿轮的精滚、精车和剃齿工艺技 万方数据

8种电化学水处理方法

8种电化学水处理方法 电化学水处理- 世间万物,都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高,也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展,世界各国的废水排放总量急剧增加,且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分,使其难以降解和处理,往往会造成非常严重的水环境污染。 为了处理每天大量排出的工业废水,人们也是蛮拼的。物、化、生齐用,力、声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。 电化学水处理技术,是指在电极或外加电场的作用下,在特定的电化学反应器内,通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程,对废水中的污染物进行降解的过程。电化学系统设备相对简单,占地面积小,操作维护费用较低,能有效避免二次污染,而且反应可控程度高,便于实现工业自动化,被称为环境友好’ 技术。 电化学水处理的发展历程 1799 年 Valta制成Cu-Zn原电池,这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源 1833 年 建立电流和化学反应关系的法拉第定律。 19世纪70年代 Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势,这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷,电量相等,正负号相反,相互吸引,形成双电层。 1887 年 Arrhenius提出电离学说。 1889 年 Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。 1903 年 Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。 1905年 提出Tafel 公式,揭示电流密度和氢过电位之间的关系。 1906年

最新PCB线路板的化学去毛刺工艺

最新PCB电路板的化学去毛刺工艺 一提到去毛刺,很多人马上联想到的是洗磨。洗磨是现在运用最为普遍的一种去毛刺方法,它是一种利用研磨石与工件间的摩擦而达到去除毛刺的方式。与很多去毛刺方法相比,初期投入成本低,操作简单是其一个优势所在,但随着工业要求的不断提高,其一统天下的局面开始分解,越来越多的新方式运用到去毛刺领域,见的比较多的有电化学方法,电热学方法,喷砂,超声波等等。以下为大家介绍一种新的去毛刺方法:化学去毛刺方法。 化学去毛刺方法其实早在20世纪中叶就已经存在,但并没有在工业领域大范围应用,这是因为,在当时,各种方法都没有得到完善,在可重复性,可靠性,稳定性,清洁环保等方面都存在或多或少的局限,直到上世纪末,才在该领域取得了突破,CULLYGRAT工艺即是该时期的成果。该工艺是一种浸泡工艺,CULLYGRAT是一种溶液,该产品利用基材结构和毛刺的差异性,通过垂直反应的原理,有选择的达到去除毛刺的效果。相比较传统的化学去毛刺而言,该工艺在各方面都取得了长足发展,特别是在可靠性,可重复性,稳定性,环保性等方面更是远优越于传统工艺,以下就该工艺性能简单介绍如下。 第一、高效省时。 相对比传统工艺而言,该工艺在处理时间上得到了很大的改善。采用该工艺进行去毛刺处理,一般只需要几分钟,最短的产品只需要几十秒,更具体情况,要取决于产品的材质,毛刺的大小及客户的处理要求。高效省时的另一个表现是该工艺可大范围的应用于批量生产。由于该产品有极高的可复制性和可靠性,加工出来的产品无论是在精密度还是颜色尺寸等方面,都有极高一致性,特别在尺寸控制方面,其精密度更是可达到微米要求。这些都为其在工业上大范围应用提供了保障。 第二、提高产品表面光洁度。 采用该工艺处理毛刺,还能改善工件的表面光洁度,从而达到抛光效果。工件在经过各种方式加工出来时,其平面都不同程度的有一个粗糙度,在经该工艺处理时,能很好的降低该指标,这是因为该工艺可以选择性的对产品进行垂直反应,让凹凸不平面逐渐趋近于平面。 第三、应用范围广。 一个产品能否采用该工艺主要取决于该产品的材质和处理要求,不受其加工方式,几何形状等影响。其针对的材料主要是铁,铜,铝及其合金材料,到目前为止,其成功应用的材质已达200多种,应用领域更为广泛,特别在各种机加工和机械,电子制造领域,应用更为尤其。 第四、安全可靠,环保经济,操作简单。 采用该工艺进行去毛刺处理,具有安全可靠,环保等特点。安全主要表面在两大方面,第一,产品安全,主要指加工出来的产品有较高的质量保证,不会因该工艺而改变产品的机械性能和物理化学属性。此外,还包括产品本身的安全性能,它具有MSDS安全认证。第二,操作及人员安全。该工艺不需专门的技术人员进行操作,操作人员只需要经过简单培训,即可上岗,而且在操作时,只需注意一般的化学试剂操作安全即可。提到环保,该产品符合ROHS认证,这也是其能在德国博世公司长期应用的一个重要保证。 第五、能提高产品的电镀效果及磷化量,防止氢脆现象。 由于该产品能较为普遍的改善产品的表面光洁度,这就有利于提升产品的电镀依附力,从而改善电镀效果。此外,采用该工艺能防止氢脆现象,这是因为采用该工艺不会形成密闭空间,这就有利于防止电镀时的酸性物质滞留在工件的内部,从而防止氢元素进入到工件的内部材质而导致氢脆。 第六、能增强产品的防腐抗蚀能力。 采用该工艺能更好的让防锈层等和产品结合,从而更好的保护工件。针对该工艺,曾经

内孔去毛刺的十一种方法

1、内孔人工去毛刺 这个也是一般企业普遍采用的方式,采用锉刀、砂纸、磨头等作为辅助工具。锉刀有人工锉刀和气动错动。 简评: 人工成本较贵,效率不是很高,且对复杂的交叉孔很难去除。 对工人技术要求不是很高,适用毛刺小,产品结构简单的产品。 2、内孔化学药水去毛刺 无锡市欧谱表面处理科技有限公司引进德国的一种用化学药水去毛刺的药水技术,这个去毛刺工艺是纯化学的方法,是用一种叫化学OPULL(欧谱)产品。是一种纯化学的浸泡工艺,生产效率高,可大批量,一次性去除毛刺,节省了大量人工,降低了劳动强度,去毛刺效果非常理想,而且能够提高企业的经济效益可以适用于铁素体钢材,有色金属或者铝的零件。这个方法简便,不需要专业人员操作。可以对构造非常复杂的工件(例如:内角孔)或者容易受损的零件或者易弯曲的零件去除毛刺而不损坏工件,以得到更精密的工件。跟传统的去毛刺方法相比更容易,更省钱,更省力工件质量质量大大改善。许多复杂壳体零件内有一,二百个内孔、交叉孔,台肩孔,盲孔等,要求去除各交叉孔的毛刺都是十分困难的,往往要采用很多种方法都很难解决.OPULL化学去毛刺工艺采用浸泡工艺来去除毛刺,不管你工件 的内孔有多少,有多小,只要是药水能进入的地方毛刺都可以去除,目前欧谱公司化学表面处理加工技术被主要应用于制造工具、纺织机械、缝纫零配件、液压件、汽车零部件、医疗器械、以及航空零部件等行业精密产品。 简评: 生产效率高,可大批量,一次性去除毛刺,节省了大量人工,降低了劳动强度,去毛刺效果非常理想,而且能够提高企业的经济效益。 3、冲模去毛刺 采用制作冲模配合冲床进行去毛刺。 简评: 需要一定的冲模(粗模+精冲模)制作费,可能还需要制作整形模。 适合分型面较简单的产品,效率及去毛刺效果比人工佳。 4、研磨去毛刺 此类去毛刺包含振动、喷砂、滚筒等方式,目前企业采用较多。 简评: 存在去除不是很干净的问题,可能需要后续人工处理残余毛刺或者配合其他方式去毛刺。 适合批量较大的小产品。 5、冷冻去毛刺 利用降温使毛刺迅速脆化,然后喷射弹丸去除毛刺。 简评: 设备价格大概在二三十万; 适合毛刺壁厚较小且产品也较小的产品。 6、热爆去毛刺 也叫热能去毛刺、爆炸去毛刺。通过将一些易然气体,通入到一个设备炉中,然后通过一些介质及条件的作用,让气体瞬间爆炸,利用爆炸产生的能量来溶解去除毛刺。 简评:

电化学方法总结

电化学方法总结 Prepared on 22 November 2020

循环伏安法 1 定义:循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电 压加在工作电极上,控制电极电势以不同的速率,随时间以三角 波形一次或多次反复扫描,使电极上能交替发生还原反应和氧化 反应,记录电流-电势曲线。 单圈扫描:电位在初始电位维持一段平衡(静置)时间后,开始匀 速变化(扫描速度为v=dE/dt),扫描到第1个换向电位后,某些仪 器可维持在第1个换向电位一段时间,然后电位反向扫描到第2个 换向电位,某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间,然后再 扫描到最终电位)。 多圈扫描:在初始电位起扫后,在第1、2个换向电位之间循环扫描 多圈,最后扫描到最终电位。 Initial potential Vertex 1 potential Vertex 2 potential Final potential Delay Potential Time 初始电位、换向电 位、扫描速度等是 非常重要的实验设

2 特点: Ⅰ:激励信号:施加的电压为三角波电压,双向扫描,分为氧化过程和还原过程,氧化态电势高,还原态电势低。 Ⅱ:参数设置:两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位,起始电位不应破坏溶液的初始条件;若起始电位与溶液初始条件不一致,则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ:实验条件:进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态,若搅拌则记录的图中不会出现峰,相反呈S型。 3 所得信息: Ⅰ:判断电极反应的可逆程度,依据为峰电流比及峰电势差,对于可逆体系:i pa/i pc1;E pa/E pc nF。 Ⅱ:判断电极表面的修饰情况,峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断,实际循环伏安图中,存在充电电流的影响,因此CV峰电流测量不太容易精确。 Ⅲ:判断其控制步骤和反应机理,若i p∝v,则此过程为表面控制,发生在电极表面;若i p∝v1/2,则此过程为扩散控制,发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程,也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程,不同的电极过程分别阳极峰电势E pa和阴极峰电势E pc,并给出峰电位差△E p和峰电流之比。

电化学光整加工中表面毛化的应用

第25卷2006年第11期 11月 机械科学与技术 MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGY V01.25No.11 November2006 周锦进文章编号:1003.8728(2006)11一1301旬4 电化学光整加工中表面毛化的应用 周锦进1,阿达依?谢尔亚孜旦1,庞桂兵2 (‘大连理工大学机械工程学院,大连116024; 2大连轻工业学院机械工程与自动化学院,大连116034) 摘要:基于对电化学光整加工之后表面微观几何形貌变化的分析,认为“高原”型表面微观几何形貌的存在对电化学光整加工的整平能力及其效果的提高有一定的影响,提出将表面毛化技术应用于电化学光整加工的设想,并实验验证了适度的表面毛化对光整加工是有利的;同时将此方法应用于无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工中,在表面粗糙度Ro达O.2肛m以下的同时,生产效率也得到提高。 关键词:表面毛化;电化学光整;表面质量 中图分类号:TG662文献标识码:A AppHcationofSurface?roughilIginEIectrochemicaIFinislling zhouJinjinl,Adayixieeryazid8n1,PangGuibin∥ (。SchoolofMechanicalEngineering,DalianUniVersityofTechnology,Dalian1l6024; 2 Sch001ofMechanicalEngineering,DalianInstituteofL培htIndustr)r,Dalian116034) Abstract:Basedontheanaly8isofchangesinsud.acetopographybe{breandafterelectrochemicalfinish?ing(ECF),thepaperclaimstl】_ataplateau-likesudhcetopographyexercisesinnuencetoacertaindegreeontheimproVementoffinishingcap£击ilityande1.fectsofECF.So,thispaperproposedthatsuIface—IDug—hingbeusedinECFtoenhancesurfacequality.Experimentalresultsshowtllatapr叩ersulface—roughingisfavorabletoECF.Itsapplicationto上heECFoftheinsidesuIfacesofseamlesscarbonsteelpipesraisesproductione仿cieneywhentheirsud.aceroughnessisbelow0.2pm. Keywords:sud’ace—roughing;electroehemicalfinishing;surfacequality 表面质量对产品使用性能及使用寿命有十分显著的影响…。光整加工技术口1作为提高机械零部件表面质量的重要措施之一,日益受到关注及应用,并通常被安排为最终的加工工艺或工序。任何一种加工工艺方法所能达到的经济精度和表面经济粗糙度都是有限的,并对将处理的表面有一定的要求,而实践表明光整加工的生产效率及其效果受前端加工工艺、工序的制约更为突出。 以电化学加工为基础的电解磨削¨1等的出现,虽在不同程度上提高了机械零件的表面质量及加工精度,同时对前端工艺、工序的技术要求也有一定的放宽,但因导电砂轮制作工艺等的制约,其应用仍受到一定的局限。近十几年来电化学机械及脉冲电化学等在光整加工领域的应用显示了其优势,并促进了光整加工技术的发展MJ,但由于前端工艺方法、原始表面质量等因素的制约限制了其生产效率及其效果的提高。虽然在电化学光整加工中,提高电流密 收稿日期:2005—06一03 作者简介:周锦进(1936一),男(汉),湖北,教授,博士生导师 E-mail:zhoujj@dlut.edu.cn度以加大金属的去除量是一种可行的方法,但这势必对电源提出更高的要求,同时影响产品的精度等。为此,寻求一种在前端加工工艺方法的经济精度及表面经济粗糙度的基础上既能提高电化学光整加工生产效率又能提高光整效果的方法是很有必要的。值得关注的是,机械零部件经电化学光整加工之后,其显著的变化在于表面微观几何形貌由“尖峰”状变为“高原”型形貌,而这种变化势必对光整加工的整平能力及光整效果产生影响。本文在分析表面微观几何形貌的变化对电化学光整加工影响的基础上,提出表面适度地“毛化”有益于光整加工的观点,并在此基础上实现了无缝碳钢钢管内孔的表面光整加工。 l电化学光整加工中的表面微观几何形貌 1.1表面微观几何形貌的变化及其影响 经电化学光整加工后,工件阳极表面微观几何形貌发生了显著的变化,见图1所示,尖峰明显地消失,取而代之的则是平滑的凸处及各凸处之间的光滑过渡,这种表面微观几何形貌的变化在于利用电化学阳极溶解原理为基础的 电化学加工所特有的去除机理。图2是一组利用脉冲电化 万方数据

基于电容模型的脉冲电解、电化学光整、蚀刻加工机理分析

第24卷2005年第12期 12月 机械科学与技术 MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGY V01.24No12 Dmmber2005 王希文章编号:1003—8728【2005)12—1449一03 基于电容模型的脉冲电解、电化学光整、 蚀刻加工机理分析 王希,赵东标,云乃彰 (南京航空航天大学机电学院,南京210016) 摘要:用一个动态变化的电客模型来描述电化学加工过程,从一个全新的角度——电容,来解释电化学加工的机理。利用电极俸系的等效阻抗的变化束解释脉冲电解中线性电解液非线性化的现象;通过界面双电层电容值的变化来解释脉冲电化学光整加工提高精度的根本原因;在脉冲电化学蚀剥中由于保护膜产生的类似电解电容效应,使谊处的电容值显著变化,从而解班了在纯化学蚀刻中出现的侧向腐蚀问题。 关键词:电解加工;电化学兄垫;电化学蚀剖;机理;双电层电容 中图分类号:TQls0文献标识码:A MechanismAnalysisofthePulsedEIectrochemicaIMachining(PECM),Polishing(EP) andMicromachining(EMM)BasedonaCapacityModel WangXi,ZhaoDongbiao,YunNaizhang (Nanji”gU埘ve瑙;‘yo,Aero瑚uticsandAstro蛐ulic5,Nanjjng2】0016) Abstract:Adynamically—cha“gj“gmodeIhasedonc8pacityisusedtodise—betheprocesssofECMandtoexplainitsmechanismfromacompletelynewpointofview,namelyc8pacity.Thecha“geof8quivalentimpedenceoftheelectrode8ystemisusedtoelplaintheneutrallinearityelectrolytecha“gejntononlinear—ityinPECM.ThereasonfortheimprovementofprecisionbytlleEPislhecha“geofd叭lble18yerc8pacityvalueThepmtectionfilminEMMleadstothecreationofelectrochemiealcapacityeffects。andthenleadstothecha“ge《interfacecapaci‘yvalue.ThisiswhytheEMMhasn’tthepmblemofetchi“gunder£h。protectionfilmpurechemicalmachlni“g. Keywords:ECM;EP;EMM;mechanism;doublelayerc8pacity 电解加工(EcM)、电化学光整加工(EP)、电化学蚀刻(EMM)都是利用金属阳极电化学溶解原理来去除材料的制造技术。电解加工是在上世纪50年代末发展起来的,具有许多独特的优点,如无工具损耗、与材料硬度无关、生产率高、无加工应力、可加工三维复杂形状等。现已成为航空航天制造业中一种关键技术,还在兵器、汽车、医疗器材、电子、模具等行业中得到了许多应用”“。传统的直流电解加工(DECM)一直以来并不被认为是一种高精度的加工方法(加工一般三维表面成型精度为o20 mo.50mm,孔加工为±0025mm ̄±005m皿)。目前电解加工正趋于采用高频窄脉冲电源(PEcM)实现高精度(尺寸精度小于5灿m,表面粗糙度Ra0.03pm)、小间隙(10pm一50pm)加工”1,并朝着微细化方向发展;PEcM的出现给电解加工带来了一个 收稿日期:2004一10一10 基金项目-围家自然科学慕盘项日(50275077).L}l国高校博士基金项目(20020287004)和航空科学基金项目(02H52048)资助 作者简介:王希(1970一),男(汉),湖南.博士研究十 E-nlaIl:wv7072@80hucom飞跃.加工质量大幅度提高。主要是因为:PEcM在脉冲的间隙期间可以对电解产物进行冲刷,降低温度,还可以产生脉冲压力波.使电解液产生搅动,从而均匀流场,减少死水区和空穴现象等,这使得PEcM可以稳定在较小间隙进行加工,从而提高加工质量。另外在PEcM中还发现一些试验现象,倒壹¨电流效率一电流密度曲线右移,发现它能提高加工集中蚀除率,可以提高加工精度,但是无法从理论上给与解释。 电化学光整(EP)的发明要追溯到1930年hcquet的专利”l,初期的EP是采用直流电源、酸性电解液、静液加工的光整加工工艺,只能将工件的原始表面粗糙度降低l一2级,难以满足更高的表面质量要求。目前的EP采用脉冲电源、流动的非线性电解液,不但可以大幅度改善表面质量而且可以显著提高生产效率。EP不同于EcM主要是它的金属去除量小,因此要求的电流密度小,特别是要达到镜面效果时更要求小电流,另外EP的工具阴极是不进给的。 电化学蚀刻(EMM)的基本原理是在金属表面适当的 地方涂上一?层不导电的保护膜,对保护膜以外的地方用电 万方数据

11种去毛刺除毛刺方法选择

11种去毛刺除毛刺方法选择 1、人工去毛刺 这个也是一般企业普遍采用的方式,采用锉刀、砂纸、磨头等作为辅助工具。锉刀有人工锉刀和气动错动。 简评: 人工成本较贵,效率不是很高,且对复杂的交叉孔很难去除。 对工人技术要求不是很高,适用毛刺小,产品结构简单的产品。 2、化学药水去毛刺 无锡市欧谱表面处理科技有限公司引进德国的一种用化学药水去毛刺的药水技术,这个去毛刺工艺是纯化学的方法,是用一种叫化学OPULL(欧谱)产品。是一种纯化学的浸泡工艺,生产效率高,可大批量,一次性去除毛刺,节省了大量人工,降低了劳动强度,去毛刺效果非常理想,而且能够提高企业的经济效益可以适用于铁素体钢材,有色金属或者铝的零件。这个方法简便,不需要专业人员操作。可以对构造非常复杂的工件(例如:内角孔)或者容易受损的零件或者易弯曲的零件去除毛刺而不损坏工件,以得到更精密的工件。跟传统的去毛刺方法相比更容易,更省钱,更省力工件质量质量大大改善。许多复杂壳体零件内有一,二百个内孔、交叉孔,台肩孔,盲孔等,要求去除各交叉孔的毛刺都是十分困难的,往往要采用很多种方法都很难解决.OPULL化学去毛刺工艺采用浸泡工艺来去除毛刺,不管你工件的内孔有多少,有多小,只要是药水能进入的地方毛刺都可以去除,目前欧谱公司化学表面处理加工技术被主要应用于制造工具、纺织机械、缝纫零配件、液压件、汽车零部件、医疗器械、以及航空零部件等行业精密产品。 简评:

生产效率高,可大批量,一次性去除毛刺,节省了大量人工,降低了劳动强度,去毛刺效果非常理想,而且能够提高企业的经济效益?。 3、冲模去毛刺 采用制作冲模配合冲床进行去毛刺。 简评: 需要一定的冲模(粗模+精冲模)制作费,可能还需要制作整形模。 适合分型面较简单的产品,效率及去毛刺效果比人工佳。 4、研磨去毛刺 此类去毛刺包含振动、喷砂、滚筒等方式,目前企业采用较多。 简评: 存在去除不是很干净的问题,可能需要后续人工处理残余毛刺或者配合其他方式去毛刺。适合批量较大的小产品。 5、冷冻去毛刺 利用降温使毛刺迅速脆化,然后喷射弹丸去除毛刺。 简评: 设备价格大概在二三十万; 适合毛刺壁厚较小且产品也较小的产品。 6、热爆去毛刺 也叫热能去毛刺、爆炸去毛刺。通过将一些易然气体,通入到一个设备炉中,然后通过一些介质及条件的作用,让气体瞬间爆炸,利用爆炸产生的能量来溶解去除毛刺。 简评:

光整加工技术综述全解

光整加工技术综述 摘要:介绍了光整加工技术在制造业中的重要地位和作用,对光整加工技术进行分类并分析了光整加工技术的工艺方法及特点,叙述了各类光整加工技术的发展历程,并着重介绍了几类非传统光整加工技术的应用和不足,最后分析了光整加工技术未来的发展要求和方向。 1 光整加工技术的含义、地位及作用 表面质量是评价零件质量的一个重要指标,零件表面的凹凸不平、飞边毛刺、磕碰划伤和微观裂纹等,不仅影响零件的表面质量,同时也影响整机的装配精度、性能和使用寿命。所谓光整加工,是指被加工对象表面质量得到大幅度提高的同时,实现精度的稳定甚至提高加工精度等级的一种技术,是先进制造技术的一个重要组成部分。 2 光整加工技术的特点 进行光整加工的目的,主要是提高零件的表面质量。无论是传统的光整加工方法,还是近年来出现的新工艺技术,都具有以下主要特点: (1)光整加工的加工余量小,原则上只是上道工序公差带宽度的几分之一。一般情况下,只能改善表面质量(减小粗糙度值,消除划痕、裂纹和毛刺等),不影响加工精度。如果余量太大,不仅生产效率低,有时还可能导致工件的原有精度下降; (2)光整加工所用机床设备不需要很精确的成形运动,但磨具与工件之间的相对运动应尽量复杂。因为光整加工是用细粒度的磨

料对工件表面进行微量切削和挤压、划擦的过程,只要保证磨具与工件加工表面能具有较大的随机性接触,就能使表面误差逐步均化到最终消除,从而获得很高的表面质量; (3)光整加工时,磨具相对于工件的定位基准没有确定的位置,一般不能修正加工表面的形状和位置误差,其精度要靠先行工序来保证; (4)有效地清除铸件、锻件和热处理件的表面的残渣、杂质及氧化皮; (5)改善工件表面层应力状态,形成抗疲劳破坏的均匀压应力值(一般比原值增大50%以上); (6)改善工件表面层金相组织状态,提高表面显微硬度,一般提高6% ~ 20%,形成一定深度的耐磨损、抗疲劳的致密金属层,深度一般提高4倍以上; (7)提高工件清洁度,完成传动件的初期磨损,改善整机部分性能指标,缩短整机磨合期40%以上; (8)降低工艺成本,减轻工人劳动强度,提高生产效率,无污染,便于机械化和自动化生产。 3 光整加工技术的分类及工艺方法 光整加工主要有采用固结磨料或游离磨料的手工研磨和抛光、机械传统光整加工、非传统光整加工和复合非传统光整加工。如果按能量提供方法分类,则可大致分为机械法、化学和电化学法、热能作用这几类。若按光整加工的主要功能来分,可分为下面3大类:

钛合金脉冲电化学光整加工工艺研究

钛合金脉冲电化学光整加工工艺研究 包胜华 吴蒙华 张念卿 张志强 (大连大学机械工程系,辽宁大连116622) 摘要:阐述了脉冲电化学抛光的基本原理。采用以甲酰胺(HCONH2)为基的非水电解液,在实验的基础上,初步分析了脉冲电流密度、脉冲宽度、脉冲占空比对光整加工质量的影响,获得了较为合理的工艺参数。 关键词:钛合金;脉冲;电化学抛光;工艺 由于钛合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀、生物相容性好、耐热性高等特点,因而被广泛应用于各个领域[1]。尤其在生物医学领域,广泛采用以Ti-6Al-4V为主的α+β双相组织钛合金为材料制作临床用的人工骨、关节、牙等各种植入物及矫形物、手术器械、医疗仪器等[2]。目前,国内外通常采用精锻、真空精铸、冷(热)镦等非机械加工方法进行钛合金制件的成形加工,并采用电镀、机械抛光、化学镀等方法进行表面光整加工[3~4]。上述方法存在诸如工艺复杂、影响因素多、、易产生氢脆、裂纹、表面粗糙等缺点。本文以Ti-6Al-4V钛合金为对象,在甲酰胺为基的非水电解液中,进行了脉冲电化学光整加工工艺的初步研究。 1 脉冲电化学抛光的基本原理 电化学抛光是基于金属阳极的电化学溶解原理进行的。抛光时,工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极间以电解液为导电介质,在一定的极间电压(3~18V)作用下,被抛光金属发生阳极溶解反应,在 收稿日期:2003-01-10阴极发生产生气体的反应。阳极溶解的金属离子在其表面的扩散层内逐渐堆积,形成一层粘液层,由于被抛光金属表面存在微观的凸凹不平,凸起处粘液层较薄,电阻相对较小,尖端效应又使得电力线集中,电流密度较大,离子向溶液内部的扩散速度较快,电极反应迅速,金属去除量较大;低凹处电力线较分散,电流密度较小,粘液层相对较厚,离子向溶液内部的扩散速度较慢,造成电极反应弱,金属去除量相对较少。随着抛光时间的延长,使得金属表面逐渐达到微观整平的目的。 脉冲电流电化学光整加工的实质是利用有规律的间歇供电(脉冲电流)进行间歇加工,同时改善极间加工环境[5]。加工时由于脉冲电流的间歇作用和阶跃变化,使加工间隙中的电解液发生振荡而产生压力波,压力波的搅拌作用大大改善了加工间隙中电解液的流动条件,间隙通道内的电化学产物、析气和析热得以及时、充分排除,同时加速了间隙内电解液的更新,电解液的更新将阳极溶解生成的氧化膜冲走,露出新鲜的金属表面,同时重新在工件表面快速形成一层氧化物。利用脉冲电流能有效影响阳 料板和凸模导向板采用CrWMn,热处理后硬度为56HRC。为保证精度,卸料板采用线切割机进行加工,凸模导向板采用低速走丝线切割机进行加工。 2.6 其他部分 上下垫板、凸凹固定板采用45钢,热处理后的硬度为46~52HRC。上下模座用45钢,调质、时效处理,导柱、导套材料为GCr15。卸料弹簧采用高强度优质矩形弹簧标准件。 3 结束语 定位器硬质合金级进模具从设计到加工采用了CAD/CAM一体化技术,使模具设计、加工的周期明显缩短。经过一年多的使用,证明该模具使用、维修方便,冲出的零件符合图纸要求,生产率大大提高,满足了大批量生产的要求。 参考文献: [1] 张耀宸.机械加工工艺设计手册.北京:航空工业出版社, 1987 [2]  郑可.实用冲压模具设计手册.北京:宇航出版社,1990 — 47 — 工艺·装备 《电加工与模具》2003年第3期

电化学水处理考察

电化学水处理考察报告 针对我公司设备冷却循环水质不达标情况,由能源部、机动部联合组织相关人员分别对上海东方维尔和山西和风佳会两家公司在工业领域的应用进行了实地考察,两家公司处理原理基本相同,只是处理设备的形式上有所区别。 两家公司电化学水处理技术的主要工作原理是利用电化学的氧化还原反应,将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排除,降低水体的硬度,同时产生氧化性物质,抑制循环水系统中菌藻的滋生,达到杀菌灭藻功能。目前,对于电化学循环水处理技术的机理研究主要集中在以下几个方面: 1.电化学除垢原理 在直流电场的作用下水在阴极发生电解反应生成OH-,由阴极反应产生的OH-离子,打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡,溶液中的HCO3-离子转化为CO32-离子,同时水中的Ca2+、Mg2+等成垢离子在静电引力的作用下向阴极区迁移,分别生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出,同时在电场的作用下,CaCO3在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构转变为较为疏松的文石型结构,更易于剥离去除 2.电化学杀菌原理 在电场的作用下,水中的氯离子会被氧化成氯气、次氯酸、次氯酸根等自由氯组分,电解氯化作用,主要通过次氯酸起作用。次氯酸为很小的中性分子,它扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞

壁穿透到细菌内部。当次氯酸到达细菌内部时,能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。在电催化反应中,通过电解水以及溶解在水中的氧气在电极表面生成一些短寿命的中间产物,即臭氧、羟基自由基、过氧化氢和氧自由基等,这些强氧化性的物质能使微生物细胞中的多种成分发生氧化,从而使微生物产生不可逆的变化而死亡。 3.电化学处理设备的工作流程 冷却水在反应室内,经过电化学作用发生下列反应:(1)在阴极(反应室内壁)附近形成一个强碱性环境,使CaCO3从水中析出,与沉积的重金属离子一起附着在内壁上。(2)电流导致悬浮颗粒失稳,形成较大絮体沉淀下来。(3)在阳极附近,氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸。(4)在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧和双氧水,这些物质进一步强化在反应室内和整个水系统的杀菌灭藻效果。(5)当设备工作时间达到设定值或者水中电导率过高时,控制系统就启动自动刮垢、排污和清洗程序。进水阀门自动关闭,同时排污阀门开启,电机启动刮刀刮掉反应室内壁的软质水垢,与沉淀物一起排出反应室。然后进水阀门开启,刮刀停止运动,将水垢和沉淀物彻底清洗干净。达到设定时间后,排污阀门自动关闭,设备恢复正常工作。 通过对两家公司电化学水处理设备在焦化行业循环水池的应用我们进行比较,东方维尔的设备安装在曹妃甸首钢京唐公司的焦化循环水池,该设备为矩形反应室,阳极和阴极都是板式结构,需要手动清理污垢,并且需要把反应设备停车进行处理。山西和风佳会的处理

[知识]电化学去毛刺工艺

[知识]电化学去毛刺工艺 电化学去毛刺工艺 摘要:介绍了脉冲电化学去毛刺工艺的加工机理及工艺要点(工具阴极、脉冲电源、电解液 等),并给出了加工实例。 1 引言 机械零件在制造加工过程中产生的毛刺不仅直接影响零件本身的精度和外观质量,还会影响整个产品的使用性能和寿命。此外,由于去毛刺工序要花费工时和费用,因此将直接影响产品的成本和价格,成为降低生产成本的障碍之一,全世界每年花费在去毛刺方面的费用约为100亿美元。目前,国外已从系统工程的角度来研究毛刺问题,并成立了“世界去毛刺协 会”(Worldwide Burr Technology Committee,WBTC),大力实施“毛刺工程”(Burr Engineering)。去毛刺工艺属于表面光整加工范畴,目前主要采用刮刀、油石、砂布、钢丝刷轮、滚磨、振动、喷沙和撞击等手工或机械方式以及化学、高温、水射流、磨粒挤压、电化学、脉冲电化学等非机械方式去除毛刺(航空业还采用机器人打磨等方式去毛刺),这些不同的去毛刺方法各有利弊。去毛刺一般为零件的最终精加工工序,因此在去除毛刺的同时还 必须保证零件具有良好的表面质量,其加工效果与选用的去毛刺工艺方法密切相关。 2 脉冲电化学去毛刺加工机理 脉冲电化学去毛刺是一种符合“绿色制造”要求的先进去毛刺工艺。该工艺采用脉冲电源代替直流电源,并在非线性电解液中进行加工;加工时,工件接脉冲电源的正极,与毛刺部位相对应的工具电极接脉冲电源的负极,工件阳极与工具阴极

之间保持较小的加工间隙,且工具阴极无进给。该工艺具有以下特点:?由于加工所用电解液为中性无机盐水溶液,因此不会污染环境;?由于脉冲电流的间隙作用和压力波的搅拌作用改善了加工间隙内的电场和流场条件,降低了对电解液流动特性的要求,因此有利于获得稳定、理想的加工过程;?由于在加工过程中无切削力,不会形成附加应力和表面变质层,因此可改善加工表面微观几何形貌 以及零件的物理、化学和机械性能。 图1 脉冲电化学去毛刺加工的基本原理脉冲电化学去毛刺加工的基本原理如图1所示。工件接脉冲电源的正极,工具电极接脉冲电源的负极,工具阴极与工件毛刺部位对应放置。加工时,首先在加工间隙内加入电解液,然后接通脉冲电源,此时工件阳极表面将发生氧化反应,工具阴极则将发生还原反应。工件阳极的基本电化学反应式为 n+M-ne?M n+M+n(OH)?Fe(OH)? n 工具(阴极)的基本电化学反应式为 +2H+2e?H? 2 加工时,在工件阳极附近形成一层很薄的氧化膜,可在工件阳极与电解液之间起到隔离作用。该氧化膜具有较高的电阻和较小的电导率,可阻止工件阳极表面进一步溶解,对工件阳极具有一定保护作用。在电解液的快速冲刷作用下,工件阳极表面凹陷处的氧化膜因不易扩散而较厚;工件阳极表面凸出处(如毛刺、微观凸出部位等)的氧化膜因容易扩散而较薄。由于氧化膜的分布不均匀,使毛刺等凸出部位始终与新鲜的电解液接触,因此毛刺部位的金属溶解

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