7电化学加工技术.docx
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7电化学加工技术
7电化学加工技术
早在1834年,法拉弟就发现了金属阳机溶解的基本定律,为电解加工奠定了理论基础。
但导20世纪20年代,前苏联人WladimirGusseff提出将金属阳极溶解原理应用于零件制造的设想,并进行了初步试验。
但由于当时的技术水平的限制而难以发展。
二战以后,为了对喷气发动机及人造卫星等所使用的具有高硬度和高韧性的难加工材料进行加工,为了适应时代的要求。
美国对电化学加工进行了重新估价,研制出最早的电化学加工机。
1956年,在美国芝加哥工业博览会上展出了第一台电解加工机床,标志电化学加工技术正是诞生。
电化学加工现已用于打孔、切槽、雕模、去毛刺等方面。
目前,电化学加工已经成为民用、国防工业中的一个不可缺少的重要加工手段。
7.1电化学加工原理及分类
7.1.1电化学加工原理
一电化学加工过程
当两铜片接上约10V的直流电源并插入CuCl2的水溶液中(此水溶液中含有OH—和Cl—负离子及H+和Cu+2正离子),如图7-1所示,即形成通路。
导线和溶液中均有电流流过。
在金属片(电极)和溶液的界面上,必定有交换电子的反应,即电化学反应。
溶液中的离子将作定向移动,Cu+2正离子移向阴极,在阴极上得到电子而进行还原反应,沉积出铜。
在阳极表面Cu原子失掉电子而成为Cu+2正离子进入溶液。
溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。
在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应称之为电化学反应,利用这种电化学作用为基础对金属进行加工的方法即电化学加工,其实任何两种不同的金属放入任何导电的水溶液中,在电场作用下,都会有类似情况发生。
与这一反应程密切相关的概念有电解质溶液,电极电位、电极的极化、钝化、活化等。
二电解质溶液
凡溶于水后能导电的物质均叫做电解质,如盐酸(HCl)、硫酸(HzS04)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化铵(NH4OH)、食盐(NaCl)、硝酸钠(NaNO3)、氯酸钠(NaClO3)等酸、碱、盐都是电解质。
电解质与水形成的溶液为电解质溶液,简称为电解液。
电解液中所含电解质的多少即为电解液的质量分数。
由于水分于是极性分子,可以和其它带电的粒子发生微观静电作用。
例如NaCl,它是一种电解质,是结晶体。
组成NaCI晶体的粒子不是分子,而是相间排列的Na+离子和C1—离于,叫做离子型晶体。
把它放到水里,就会产生电离作用。
这种作用使Na+和Cl—离子之间的静电作用减弱,大约只有原来静电作用的1/80。
因此,Na+、Cl—离子一个个、一层层地被水分子拉入溶液中。
在这种电解质水溶液中,每个钠离子和每个氯离子周围均吸引着一些水分于,成为水化离子,这过程称为电解质的电离,其电离方程式简写为
NaCl在水中能100%电离,称为强电解质。
强酸、强碱和大多数盐类都是强电解质,它们在水中都完全电离。
弱电解质如氨(NH3)、醋酸(CH3COOH)等在水中仅小部分电离成离子,大部分仍以分子状态存在,水也是弱电解质,它本身也能微弱地离解为正的氢离子和负的氢氧根离子,导电能力都很弱。
由于溶液中正负离子的电荷相等,所以整个溶液仍保持电的中性。
三电极电位
因为金属原子都是由外层带负电荷的自由电子和带正电荷的金属阳离子所组成的。
即使没有外接电源,当金属和它的盐溶液接触时,经常发生把电子交给溶液中的离子,或从后者得到电子的现象。
这样,当金属上有多余的电子而带负电时,溶液中靠近金属表面很薄的一层则有多余的金属离子而带正电。
随着由金属表面进入溶液的金属离子数目增加,金属上负电荷增加,溶液中正电荷增加,由于静电引力作用,金属离子的溶解速度逐渐减慢,与此同时,溶液中的金属离子亦有沉积到金属表面上去的趋向,随着金属表面负电荷增多,溶液中金属离子返回金属表面的速度逐渐增加。
最后这两种相反的过程达到动态平衡。
对化学性能比较活泼的金属(如铁),其表面带负电,溶液带正电,形成一层极薄的“双电层”,如图7-2所示,金属愈活泼,这种倾向愈大。
若金属离子在金属上的能级比在溶液中的低,即金属离子存在于金属晶体中比在溶液中更稳定,则金属表面带正电,靠近金属表面的溶液薄层带负电,也形成了双电层,如图7-3所示。
金属愈不活泼,则此种倾向也愈大。
在给定溶液中建立起来的双电层,除了受静电作用外,由于离子的热运动.使双电层的离子层获得了分散的构造,如图7-4所示。
只有在界面上极薄的一层,具有较大的电位差Ua。
由于双电层的存在,在正、负电层之间,也就是金属和电解液之间形成电位差。
产生在金属和它的盐溶液之间的电位差称为金属的电极电位,因为它是金属在本身盐溶液中的溶解和沉积相平衡时的电位差,所以又称为平衡电极电位。
到目前为止,一种金属和其盐溶液之间双电层的电位差还不能直接测定,但是可用盐桥的办法测出两种不同电极间的电位之差,生产实践中规定采用—种电极作标准和其它电极比较得出相对值,称为标准电极电位。
当离子质量浓度改变时,电极电位也随着改变。
双电层不仅在金属本身离子溶液中产生,当金属浸入其它任何电解液中也会产生双电层和电位差。
用任何两种金属例如Fe和Cu插入某一电解液(如NaCl中时,该两金属表面分别与电解液形成双电层,两金属之间存在一定的电位差,其中较活泼的金属Fe的电位负于较不活泼的金属Cu。
若两金属电极间没有导线接通,两电极上的双电层均处于可逆的平衡状态。
当两金属电极间有导线接通时,即有电流流过,成为一个原电池。
这时导线上的电子由Fe一端向Cu流去,使Fe原子成为Fe离子而继续溶入电解液,Fe一端称为原电池的阳极。
这种自发的溶解过程是很慢的。
根据这个原理,电化学加工时,就是利用外加电场,促进上述电子移动过程的加剧,同时也促使铁离子溶解速度的加快,如图7-1所示。
在未接通电源前,电解液内的阴、阳离子基本上是均匀分布的。
通电以后,在外加电场的作用下,电解液中带正电荷的阳离子向阴极方向移动,带负电荷的阴离子向阳极方向移动,外电源不断从阳极上抽走电子,加速了阳极金属的正离子迅速溶入电解液而被腐蚀蚀除;外电源同时向阴极迅速供应电子,加速阴极反应。
图中e为电子流动的方向,i为电流的方向。
四电极的极化
以上讨论的平衡电极电位是没有电流通过电极时的情况,当有电流通过时,电极的平衡状态遭到破坏,使阳极的电极电位向正移(代数值增大)、阴极的电极电位向负移(代数值减小),这种现象称为极化。
极化后的电极电位与平衡电位的差值称为超电位,随着电流密度的增加,超电位也增加。
电解加工时在阳极和阴极都存在着离子的扩散、迁移和电化学反应两种过程。
在电极过程中若离子的扩散、迁移步骤缓慢而引起电极极化称浓差极化,由于电化学反应缓慢而引起的电极极化称为电化学极化。
l.浓差极化
在阳极过程中,金属不断溶解的条件之一是生成的金属离子需要越过双电层,再向外迁移并扩散。
然而扩散与迁移的速度是有一定限度的,在外电场的作用下,如果阳极表面液层中金属离子的扩散与迁移速度较慢,来不及扩散到溶液中去,使阳极表面造成金属离子堆积,引起了电位值增大(即阳极电位向正向移动),这就是浓差极化。
在阴极上,由于水化氢离子的移动速度很快,故一般情况下,氢的浓差极化是很小的。
凡能加速电极表面离子的扩散与迁移速度的措施,都能使浓差极化减小,例如提高电解液流速以增强其搅拌作用,升高电解液温度等。
2.电化学极化
电化学极化主要发生在阴极上,从电源流入的电子来不及转移给电解液中的H+离子,因而在阴极上积累过多的电子,使阴极电位向负向移动,从而形成了电化学极化。
在阳极上,金属溶解过程的电化学极化一般是很小的,但当阳极上产生析氧反应时,就会产生相当严重的电化学极化。
电解液的流速对电化学极化几乎没有影响,而仅仅取决于反应本身,即取决于电极材料和电解液成分,此外还与温度、电流密度有关。
温度升高,反应速度加快,电化学极化减小。
电流密度愈高,电化学极化也愈严重。
五金属的钝化和活化
在电解加工过程中还有一种叫钝化的现象,它使金属阳极溶解过程的超电位升高,使电解速度减慢。
例如铁基合金在硝酸钠(NaNO3)电解液中电解时,电流密度增加到一定值后,铁的溶解速度在大电流密度下维持一段时间后反而急剧下降。
使铁成稳定状态不再溶解。
电解过程中的这种现象称阳极钝化(电化学钝化),简称钝化。
钝化产生的原因至今仍有不同的看法,其中主要的是成相理论和吸附理论两种。
成相理论认为,金属与溶液作用后在金属表面上形成了一层紧密的极薄的膜,通常是由氧化物、氢氧化物或盐组成,从而使金属表面失去了原来具有的活泼性质,使溶解过程减慢。
吸附理论则认为,金属的钝化是由于金属表成形成了氧的吸附层引起的。
事实上二者兼而有之,但在不同条件下可能以某一原因为主。
对不锈钢钝化膜的研究表明,合金表面的大部分覆盖着薄而紧密的膜,而在膜的下面及其空隙中,则牢固地吸附着氧原子或氧离子。
使金属钝化膜破坏的过程称为活化。
引起活化的因素很多,例如:
把溶液加热,通入还原性气体或加入某些活性离子等等,也可以采用机械办法破坏钝化膜,电解磨削就是利用了这一原理。
把电解液加热可以引起活化,但温度过高会带来新的问题,如电解液的过快蒸发,绝缘材料的膨胀、软化和损坏等,固此只能在一定温度范围内使用。
使金属活化的多种手段中,以氯离子(Cl—)的作用最引人注意。
Cl—具有很强的活化能力,这是由于Cl—对大多数金属亲和力比氧大,Cl—吸附在电极上使钝化膜中的氧排出,从而使金属表面活化。
电解加工中采用NaCl电解液时生产率高就是这个道理。
7.1.2电化学加工的分类
电化学加工按其作用原理可分为三大类。
第1类是利用电化学阳极溶解来进行加工,主要有电解加工、电解抛光等;第2类是利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工,主要有电镀、涂镀、电铸等;第3类是利用,电化学加工与其它加工方法相结合的电化学复合加工工艺,目前主要有电化学加工与机械加工相结合,如电解磨削、电化学阳极机械加工(还包含有电火花放电作用)。
其分类情况如表7-1所示。
表7-1电化学加工的分类
类别
加工方法(及原理)
加工类型
1
电解加工(阳极溶解)
电解抛光(阳极溶解)
用于形状、尺寸加工
用于表面加工,去毛刺
2
电镀(阴极沉积)
局部涂覆(阴极沉积)
复合电镀(阴极沉积)
电铸(阴极沉积)
用于表面加工,装饰
用于表面加工,尺寸修复
用于表面加工,模具制造
用于制造复杂形状电极,复制精密、复杂的花纹模
3
电解磨削(阳极溶解、机械刮削)
电解电火花复合加工(阳极溶解、电火花蚀除)
电化学阳极机械加工(阳极溶解、火花蚀除、机械刮削)
用于形状、尺寸加工、超精光整加工、镜面加工
用于形状、尺寸加工
用于形状、尺寸加工、高速切断、下料
7.1.3电化学加工的特点
电化学加工的主要优点之一是它可以加工复杂的三维曲面,而不像一般的金屑切削那样留下条纹痕迹。
采用不锈钢制造的阴极工具,可以把许多初步成形的零件加工到具有极高的外形尺寸要求。
因此,该方法在加工燃气和蒸汽透平的叶片及镗线的基础上逐渐迅速发展起来,其主要优点是:
无应力加工;无毛刺加工;工具和工件不接触,工具无磨损;可以同时进行大面积加工,加工效率高。
其缺点是不能加工非导电材料以及有尖锐的内角;电化学加工对环境有一定污染。
电化学加工设备的腐蚀和生锈是其另一缺点。
7.2电解加工
电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解来将工件加工成形的。
在工业生产上最早应用这一电化学腐蚀作用来电解抛光工件表面。
但电解抛光工件时,工件和工具之间的距离较大,电解液静止不动,只能对工件表面进行普通的腐蚀和抛光,不能有选择地腐蚀成所需要的零件形状和尺寸。
7.2.1电解加工原理及特点
电解加工是在电解抛光的基础上发展起来的。
电解加工原理如图7-5所示。
电解液由泵送到工具和工件之间的狭小间隙,该间隙(0.1~0.5mm)为初始间隙,工具电极按规定的形状尺寸制出,与工件表面对置。
当电解液以5~50m/s的速度流经它们的初始间隙时,若工件接直流电源(10~20V)正极,工具接电源的负极,就会有电流经过电解液,使工件与阴极接近的部分开始电解。
同时使阴极以一定速度(0.5~3.0mm/min)向工件进给,达到预定的加工深度时,就获得所需要的加工形状。
这种采用恒定电压和恒定进给方式的电化学加工是现在应用最为广泛的。
粗加工表面的电流密度为25~50A/cm2,在加工大面积时,全部加工电流可达10000~40000A。
电解加工成型模型如图7-6所示,图中的细竖线表示通过阴极(工具)与阳极(工件)间的电流,竖线的疏密程度表示电流密度的大小。
在加工刚开始时,阴极与阳极距离较近的地方通过的电流密度较大,电解液的流速也常较高,阳极溶解速度也就较快,见图7-6a。
由于工具相对工件不断进给,工件表面就不断被电解,电解产物不断被电解液冲走,直至工件表面形成与阴极工作面基本相似的形状为止,如图7-6b所示。
电解加上与其他加工方法相比较,具有下述特点:
1)加上范围广,不受金属材料本身力学性能的限制,可以加工硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金等高硬度,高强度及韧性金属材料,并可加工叶片,锻模等各种复杂型面。
2)电解加工的生产率较高,约为电火花加工的5~10倍,在某些情况下,比切削加工的生产率还高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。
3)可以达到较好的表面粗糙度(Ra1.25~0.2m)和±0.1mm左右的平均加工精度。
4)由于加工过程中不存在机械切削力,所以不会产生由切削力所引起的残余应力和变形,没有飞边毛刺。
5)加工过程中阴极工具在理论上不会耗损,可长期使用。
电解加工的主要弱点和局限性为;
1)不易达到较高的加工精度和加工稳定性.这是由于影响电解加工间隙电场和流场稳定性的参数很多,控制比较困难。
加工时杂散腐蚀也比较严重。
目前,加工小孔和窄缝还比较困难。
2)电极工具的设计和修正比较麻烦,因而很难适用于单件生产。
3)电解加工的附属设备较多,占地面积较大,机床要有足够的刚性和防腐性能,造价较高。
对电解加工而言,一次性投资较大。
4)电解产物需进行妥善处理,否则将污染环境。
例如重金属Cr+6离子及各种金属盐类对环境的污染,为此须投资进行废弃工作液的无害化处理。
此外,工作液及其蒸气还会对机床、电源、甚至厂房造成腐蚀,也需要注意防护。
由于电解加工的优点及缺点都很突出,因此,如何正确选择使用电解加工工艺,成为摆在人们面前的一个重要问题。
我国的一些专家提出选用电解加工工艺的三原则,即:
电解加工适用于难加工材料的加工,电解加工适用于相对复杂形状零件的加工:
电解加工适用于批量大的零件加工。
一般认为,三原则均满足时,相对而言选择电解加工比较合理。
7.2.2电解加工机理
一、电解加工时的电极反应
电解加工时电极反应是相当复杂的,这是因为工件材料一般不是纯金属,而是多种金属元素的合金,其金相组织也不完全一致。
所用的电解液往往也不是该金属盐的溶液,而且还可能含有多种成分。
电解液的浓度、温度、压力及流速等对电极过程也有影响,现以在NaCI水溶液中电解加工铁基合金为例分析电极反应。
电解加工钢件时,常用的电解液是质量分数为14%~18%的NaCI水溶液,由于NaCI和水(H2O)的离解,在电解液中存在着H+、OH—、Na+、CI—四种离于,现分别讨论其阳极反应及阴极反应。
1.阳极反应
就可能性而言,分别列出其反应方程并按能斯特公式(公式7-1)计算出电极电位U’作为分析时参考。
(7-1)
式中U’——平衡电极电位差(V);
U0——标准电极电位差(V);
n——电极反应得失电子数,即离子价数;
a——离子的有效质量浓度。
式中“+”号用于计算金属,“-”号用于计算非金属
1)阳极表面每个铁原子在外电源作用下放出(被夺去)两个或三个电子,成为正的二价或三价铁离于而溶解进入电解液中。
2)负的氢氧根离子被阳极吸引,丢掉电子而析出氧气:
3)负的氯离子被阳极吸引,丢掉电子而析出氯气:
根据电极反应过程的基本原理,电极电位最负的物质将首先在阳极反应。
因此,在阳极,首先是铁丢掉电子,成为二价铁离子Fe+2而溶解,不大可能以三价铁离子Fe+3的形式溶解,更不可能析出氧气和氯气。
溶入电解液中的Fe+2又与OH-离子化合,生成Fe(OH)2,由于它在水溶液中的溶解度很小,故生成沉淀而离开反应系统
Fe(OH)2沉淀为墨绿色的絮状物,随着电解液的流动而被带走。
Fe(OH)2又逐渐为电解液中及空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。
Fe(OH)3为黄褐色沉淀(铁锈)。
2.阴极反应
就可能性而言,阴极上可能发生如下反应:
1)正的氢离子被吸引到阴极表面从电源得到电子而析出氢气
2)正的钠离子被吸引到阴极表面,得到电子而析出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,在阴极上只能是析出氢气,而不可能沉淀出钠。
由此可见,电解加工过程中,在理想情况下,阳极铁不断以Fe+2的形式被溶解,水被分解消耗,因而电解液的浓度逐渐变大。
电解液中的氯离子和钠离子起导电作用,本身并不消耗,所以NaCI电解液的使用寿命长,只要过滤干净,适当添加水分,可长期使用。
用电解加工法加工合金钢时,若钢中各合金元素的平衡电极电位相差较大,则电解加工后的表面粗糙度值将变大。
就碳钢而言,随着钢中含碳量的增加,电解加工表面粗糙度值将变大。
这是由于钢中存在Fe3C相,其电极电位接于石墨的平衡电位(U=+0.37V)而很难电解。
所以,高碳钢、铸铁或经表面渗碳后的零件均不适用于电解加工。
二、电解加工过程中的电能利用
电解加工时,加工电压U是使阳极不断溶解的总能源。
欲在两极间形成一定加工电流使阳极达到较高的溶解速度,加工电压U要大于或等于两部分电势之和。
一部分是电解液电阻形成的欧姆电压(UR=IR);另一部分是进行阳极反应和阴极反应所必须的电压(Ua、Uc),它由阴阳两极本身的电极电位和极化产生的各种超电位组成。
如图7-7所示。
当加工电压U等于或小于两极的电极反应所需的电压Ua及Uc时,阳极溶解速度为零。
电解加工时的浓差极化一般不大,所以Ua及Uc主要取决于电化学极化和钝化。
这两种现象形成的超电位又与电解液、被加工材料和电流密度有关,当用氯化钠电解液加工以下几种材料时,相应的电极反应电压数值如下:
铁基合金0~1V;
镍基合金1~3V;
钛合金4~6V
用钝化性能强的电解液,如用硝酸钠和氯酸钠电解液加工上述材料时,电极反应所需的电压将要更高一些。
所以,即使是用氯化钠电解液和采用较高的加工电压(例如20V),其中的5%~30%将用来抵消极化产生的反电势,余下的70%~95%的电压用以克服间隙电解液的电阻。
但是,通过间隙的电流能否全部用于阳极溶解,还取决于阳极极化的程度。
如果极化程度不大,阳极电极电位比溶液中所有阴离子的电极电位低得多,则金属的溶解是唯一的阳极反应,电流大部用于金属溶解,电流效率接近100%。
若阳极极化比较严重,以致电极电位与溶液中的某些阴离子相差不多时,电流除用于阳极溶解以外,还消耗于一些副反应,电流效率将低于100%。
若阳极极化十分严重,阳极的电极电位高于溶液中的某些阴离子时,阳极就不会溶解,阳极反应将主要是电极电位最低的某种阴离子的氧化反应,这时的电流效率为零。
一般来说.当用氯化钠电解液加工铁基合金时,电流效率=95%~100%。
加工镍基合金和钛合金的电流效率=70%~85%。
当采用NaNO3、NaClO3等电解液加工时,电流效率随电流密度、电解液的浓度和温度剧烈变化。
7.2.3电解加工设备
电解加工的基本设备包括直流电源、机床及电解液系统三大部分。
一、直流电源
电解加工中常用的直流电源为硅整流电源及晶闸管整流电源。
硅整流电源中先用变压器把380V的交流电变为低电压的交流电,而后再用大功率硅二极管将交流电整成直流。
为了能无级调压,目前生产中采用有:
①扼流式饱和电抗器调压;②自饱和式电抗器调压;③晶闸管调压。
在硅整流电源中,晶闸管调压和饱和电抗器调压相比,晶闸管调压可节省大量铜、铁材料,也减少了电源的功率损耗。
同时,晶闸管是无惯性元件,控制速度快,灵敏度高,有利于进行自动控制和火花保护。
其缺点是抗过载能力差,较易损坏。
为了进一行步提高电解加工精度,生产中采用了脉冲电流电解加工,这时需采用脉冲电源。
由于电解加工采用大电流,因而都采用晶闸管脉冲电源。
二、机床
在电解加工机床上要安装夹具、工件和阴极工具,并实现进给运动,接通直流电源和电解液系统。
它与—般金属切削机床相比,有其特殊性,这些特殊要求是:
(1)机床的刚性电解加工虽然没有机械切削力,但电解液有很高的压强,如果加工面积较大,则对机床主轴、工作台的作用力也是很大的,一般可达20~40kN。
因此,电解加工机床的工具和工件系统必须有足够的刚度,否则将引起机床部件的过大变形,改变工具阴极和工件的相互位置,甚至造成短路烧伤。
(2)进给速度的稳定性(电极进给控制)金属的阳极溶解量是与时间成正比的,进给速度不稳定,阴极相对工件的各个截面的电解时间就不同,影响到加工精度。
这对内孔、膛线、花键等的等截面零件加工的影响更为严重,所以电解加工机床必须保证进给速度的稳定性。
(3)防腐绝缘电解加工机床经常与有腐蚀性的电解液相接触,故必须采取相应的防腐措施,电解液系统、机床部件等应密封良好,防止渗漏,避免或减少机床腐蚀。
(4)安全措施电解加工过程中产生大量的氢气,如不及时排除,可能因短路引起爆炸,必须采取排氢防爆措施。
另外,在电解加工中也有可能析出其它气体,防止它们扩散并及时排除。
三、工具及电解液
1.阴极工具
阴极工具的形状尺寸精度直接影响到工件的加工精度,同样,工具的表面粗糙度对加工后零件的表面粗糙度也有影响。
在电化学加工中,广泛用于制造工具的材料是铝、黄铜、青铜、铜、石墨,不锈钢、镍铜合金等。
把上述材料的工具加工成一定的形状通常并不困难。
制造这些工具的方法一般采用的是冷锻和电镀成型。
2.电解液系统
电解液系统在电化学加工中是必不可少的组成部分,系统的主要组成有泵、电解液槽、过滤器、管道及阀等,如图7-8所示。
7-8
用于电化学加工的泵一般都是离心泵,它的轴承与泵腔是分开的。
所以密封与防腐比较容易实现,故使用周期长。
随着电解加工的进行,电解液中电解产物含量增加,最后粘稠成为糊状,严重时将堵塞加工间隙,引起局部短路,故对电解液的净化是非常必要的。
电解液的净化方法很多,用得比较广泛的是自然沉淀法。
由于金属氢氧化物是成絮状物存在于电解液中,而且质量较小,因此自然沉淀的速度很慢,必须要有较大的沉淀面积,才能获得好的效果。
介质过滤法也是常用的方法之一,目前都采用100一200#的尼龙丝网,它成本低,效果好,制造和更换容易。
实践证明,电解加工中最有害的不是氢氧化物沉淀,而是一些固体杂质小屑或腐蚀冲刷下来的金属晶粒,必须将它们滤除。
离心过滤法虽是过滤效率较高的方法,但离心机转速低,过滤效果不太理想;转速高时,过滤效果好,但排渣比较麻烦,且噪声大,故很少应用。
3.电解液
在电解加工过程中,电解液的主要作用是:
①作为导电介质接通工具与工件之间的电路,传递电流;②在电场作用下进行电化学反应,使阳极溶解能顺利而有控制的进行;③及时地把加工间隙内产生的电解产物及热量带走,起更新与冷却作用。
因此,电解液对电解加工的各项工艺指标有很大影响。
(1)对电解液的基本要求
1)具有足够的蚀除速度即生产率要高,这就要求电解质在溶液中有较高的溶解度和离解度,具有很高的电导率。
例如NaCI水溶液中NaCI几乎能完全离解为Na+、Cl—离子,并与水的H+、OH—离子能共存。
另外,电解液中所含的阴离子应具有较正的标准电位,如Cl—,ClO3—等,以免在阳极上产生