電化學加工
編輯電化學加工(ECM)是一種通過電化學過程去除金屬的方法。 它通常用于批量生產,用于加工極硬的材料或難以使用常規方法加工的材料。 它的使用僅限于導電材料。 ECM 可以在硬金屬和稀有金屬(例如鋁化鈦、鉻鎳鐵合金、Waspaloy 以及高鎳、鈷和錸合金)中切割小角或異形角、復雜輪廓或空腔。 可以加工外部和內部幾何形狀。
ECM 通常被稱為反向電鍍,因為它去除材料而不是添加材料。 它在概念上類似于放電加工 (EDM),因為高電流通過具有帶負電荷的電極(陰極)、導電流體(電解質)和 導電工件(陽極); 然而,在 ECM 中沒有工具磨損。 ECM 切削工具沿著所需路徑靠近工件但不接觸工件。 然而,與 EDM 不同的是,不會產生火花。 ECM 可以實現高金屬去除率,不會將熱應力或機械應力傳遞到零件,并且可以實現鏡面拋光。
在 ECM 工藝中,陰極(工具)被推進到陽極(工件)中。 加壓電解液在設定溫度下注入被切割區域。 進料速率與材料的液化速率相同。 工具和工件之間的間隙在 80-800 微米(0.003-0.030 英寸)范圍內變化。當電子穿過間隙時,工件材料被溶解,因為工具在工件中形成所需的形狀。 電解液帶走過程中形成的金屬氫氧化物。
電化學加工作為一種工藝方法,起源于1911年俄國化學家E.Shpitalsky提出的電解拋光工藝。
早在 1929 年,W.Gussef 就開發了一種實驗性 ECM 工藝,盡管在 Anocut Engineering Company 建立商業工藝之前是 1959 年。 B.R. 和 J.I. Lazarenko 還因提出使用電解去除金屬而受到贊譽。
1960 年代和 70 年代進行了大量研究,尤其是在燃氣輪機行業。 同一時期 EDM 的興起減緩了西方的 ECM 研究,盡管鐵幕背后的工作仍在繼續。 盡管該工藝仍然是一種小眾技術,但最初尺寸精度差和環境污染廢物的問題已在很大程度上得到克服。
ECM 工藝最廣泛地用于生產復雜形狀,例如在難加工材料中具有良好表面光潔度的渦輪葉片。 它還被廣泛有效地用作去毛刺工藝。
在去毛刺中,ECM 去除加工過程中留下的金屬突起,從而使鋒利的邊緣變鈍。 這個過程比傳統的手工去毛刺方法或非傳統機加工過程更快,而且通常更方便。
優勢
編輯- 復雜的凹曲率部件可以通過使用凹形工具輕松生產。
- 工具磨損為零,同一工具可用于生產無限數量的組件。
- 可以實現高表面質量。
- 工具和工作材料之間沒有直接接觸,因此沒有力和殘余應力。
- 產生的表面光潔度非常好。
- 產生的熱量更少。
缺點
編輯- 含鹽(或酸性)電解質會對工具、工件和設備造成腐蝕風險。
- 只能加工導電材料。 高單位能耗。
- 它不能用于軟材料。
涉及電流
編輯所需的電流與所需的材料去除率成正比,以毫米/分鐘為單位的去除率與每平方毫米的安培數成正比。
典型電流范圍為每平方毫米 0.1 安培到每平方毫米 5 安培。 因此,對于 1 x 1 毫米工具的小切入式切割,慢速切割,僅需要 0.1 安培。
然而,對于更大面積的更高進給率,將使用更多電流,就像任何機加工過程一樣——更快地去除更多材料需要更多功率。
因此,如果在 100×100 毫米面積上需要每平方毫米 4 安培的電流密度,則需要 40,000 安培(以及大量冷卻劑/電解液)。
設置和設備
編輯ECM 機器有立式和臥式兩種類型。 根據工作要求,這些機器也有許多不同的尺寸。 立式機床由底座、立柱、工作臺和主軸頭組成。 主軸頭有一個伺服機構,可以自動推進刀具并控制陰極(刀具)和工件之間的間隙。
最多可提供六軸數控機床。
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