【正文】 。開始時，兩極之間的間隙大小不等，間隙小處電流密度大，陽極金屬去除速度快；而間隙大處電流密度小，去除速度慢。如圖 72所示，在工件 (陽極 )與工具 (陰極 )之間接上直流電源，使工具陰極與工件陽極間保持較小的加工間隙 (～ mm)，間隙中通過高速流動的電解液。 電鍍 、 電鑄可以復(fù)制復(fù)雜 、 精細(xì)的表面 。 第七章 其他特種加工技術(shù) 表 71 電化學(xué)加工分類 類別 加工方法及原理 應(yīng) 用 Ⅰ 電解加工 ( 陽極溶解 ) 電化學(xué)拋光 ( 陽極溶解 ) 用于形狀尺寸加工 用于表面加工 Ⅱ 電鍍 ( 陰極沉積 ) 電鑄 ( 陰極沉積 ) 用于表面加工 用于形狀尺寸加工 Ⅲ 電極磨削 ( 陽極溶解、機(jī)械磨削 ) 電解放電加工 ( 陽極溶解、電火花蝕除 ) 用于形狀尺寸加工 用于形狀尺寸加工 第七章 其他特種加工技術(shù) 3. 電化學(xué)加工的適用范圍 電化學(xué)加工的適用范圍 ， 因電解和電鍍兩大類工藝的不同而不同 。電化學(xué)加工的類別如表 71所示。 第七章 其他特種加工技術(shù) 圖 71 電解 (電鍍 )液中的電化學(xué)反應(yīng) i e e i211— 陽極； 2— 陰極OH－Cl－H＋Cu2 ＋第七章 其他特種加工技術(shù) 2. 電化學(xué)加工的分類 電化學(xué)加工有三種不同的類型。在陽 、 陰電極表面發(fā)生得失電子的化學(xué)反應(yīng)稱為電化學(xué)反應(yīng) 。 第七章 其他特種加工技術(shù) 在陽極表面 Cu原子失掉電子而成為 Cu2+正離子進(jìn)入溶液 。當(dāng)兩個銅片接上直流電形成導(dǎo)電通路時，導(dǎo)線和溶液中均有電流流過，在金屬片 (電極 )和溶液的界面上就會有交換電子的反應(yīng)，即電化學(xué)反應(yīng)。第七章 其他特種加工技術(shù) 第七章 其他特種加工技術(shù) 電化學(xué)加工技術(shù) 激光加工技術(shù) 超聲波加工技術(shù) 其他常用特種加工技術(shù) 習(xí)題 第七章 其他特種加工技術(shù) 電化學(xué)加工技術(shù) 電化學(xué)加工的原理與特點(diǎn) 1. 電化學(xué)加工的原理 圖 71所示為電化學(xué)加工的原理。兩片金屬銅 (Cu)板浸在導(dǎo)電溶液，例如氯化銅 (CuCl2)的水溶液中，此時水 (H2O)離解為氫氧根負(fù)離子 OH－和氫正離子 H+， CuCl2離解為兩個氯負(fù)離子 2Cl－和二價銅正離子 Cu2+。溶液中的離子將作定向移動， Cu2+正離子移向陰極，在陰極上得到電子而進(jìn)行還原反應(yīng)，沉積出銅。 溶液中正 、 負(fù)離子的定向移動稱為電荷遷移 。 這種利用電化學(xué)反應(yīng)原理對金屬進(jìn)行加工 (圖71中陽極上為電解蝕除 ， 陰極上為電鍍沉積 ， 常用以提煉純銅 )的方法即電化學(xué)加工 。第 Ⅰ 類是利用電化學(xué)反應(yīng)過程中的陽極溶解來進(jìn)行加工，主要有電解加工和電化學(xué)拋光等；第 Ⅱ 類是利用電化學(xué)反應(yīng)過程中的陰極沉積來進(jìn)行加工，主要有電鍍、電鑄等；第 Ⅲ 類是利用電化學(xué)加工與其他加工方法相結(jié)合的電化學(xué)復(fù)合加工工藝進(jìn)行加工，目前主要有電解磨削、電化學(xué)陽極機(jī)械加工 (其中還含有電火花放電作用 )。本節(jié)主要介紹電解加工、電鑄成型、電解磨削，其它的電化學(xué)加工請參考相關(guān)資料。 電解加工可以加工復(fù)雜成型模具和零件 ， 例如汽車 、拖拉機(jī)連桿等各種型腔鍛模 ， 航空 、 航天發(fā)動機(jī)的扭曲葉片 ， 汽輪機(jī)定子 、 轉(zhuǎn)子的扭曲葉片 ， 炮筒內(nèi)管的螺旋 “ 膛線 ” (來復(fù)線 )， 齒輪 、 液壓件內(nèi)孔的電解去毛刺及擴(kuò)孔 、拋光等 。 第七章 其他特種加工技術(shù) 電解加工 1． 電解加工的原理及特點(diǎn) 1) 基本原理 電解加工是利用金屬在電解液中的“電化學(xué)陽極溶解”來將工件成型的。這時，工件陽極開始溶解。 第七章 其他特種加工技術(shù) 隨著工件表面金屬材料的不斷溶解，工具陰極不斷地向工件進(jìn)給，溶解的電解產(chǎn)物不斷地被電解液沖走，工件表面也就逐漸被加工成接近于工具電極的形狀，如此下去直至將工具的形狀復(fù)制到工件上。 只要是金屬 ， 不管其硬度和強(qiáng)度多大 ， 都可加工 。 (3) 表面質(zhì)量好 ， 電解加工不產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變質(zhì)層 ，又沒有飛邊 、 刀痕和毛刺 。 第七章 其他特種加工技術(shù) (4) 陰極工具在理論上不損耗 ， 基本上可長期使用 。 此外 ， 電解液對設(shè)備有腐蝕作用 ， 電解液的處理也較困難 。 1) 直流電源 電解加工常用的直流電源為硅整流電源和晶閘管整流電源 ， 其主要特點(diǎn)及應(yīng)用見表 72。 電解加工過程中雖沒有機(jī)械切削力 ， 但電解液對機(jī)床主軸和工作臺的作用力是很大的 ， 因此要求機(jī)床要有足夠的剛性；要保證進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ， 如果進(jìn)給速度不穩(wěn)定 ， 陰極相對工件的各個截面的電解時間就不同 ， 影響加工精度；電解加工機(jī)床經(jīng)常與具有腐蝕性的工作液接觸 ， 因此機(jī)床要有好的防腐措施和安全措施 。 同時電解液也擔(dān)負(fù)著及時把加工間隙內(nèi)產(chǎn)生的電解產(chǎn)物和熱量帶走的任務(wù) ， 起到更新和冷卻的作用 。 其中中性鹽溶液的腐蝕性較小 ， 使用時較為安全 ，故應(yīng)用最廣 。 第七章 其他特種加工技術(shù) NaCl 電解液價廉易得，對大多數(shù)金屬而言，其電流效率均很高，加工過程中損耗小并可在低濃度下使用，應(yīng)用很廣。 NaNO3電解液在濃度低于 30%時 ， 對設(shè)備 、 機(jī)床腐蝕性很小 ， 使用安全 。 NaClO3電解液的散蝕能力小 ， 故加工精度高 ， 對機(jī)床 、 設(shè)備等的腐蝕很小 ， 廣泛地應(yīng)用于高精度零件的成型加工 。 第七章 其他特種加工技術(shù) 3. 電解加工應(yīng)用 日前 ， 電解加工主要應(yīng)用在深孔加工 、 葉片 (型面 )加工 、 鍛模 (型腔 )加工 、 管件內(nèi)孔拋光 、 各種型孔的倒圓和去毛刺 、 整體葉輪的加工等方面 。 加工完一個葉片 ， 退出陰極 ， 經(jīng)分度后再加工下一個葉片 。但電鑄與電鍍又有不同之處，電鍍時要求得到與基體結(jié)合牢固的金屬鍍層，以達(dá)到防護(hù)、裝飾等目的。 第七章 其他特種加工技術(shù) 電鑄原理如圖 74所示 ， 在直流電源的作用下 ， 金屬鹽溶液中的金屬離子在陰極獲得電子而沉積在陰極母模的表面 。 當(dāng)母模上的電鑄層達(dá)到所需的厚度時取出 ， 將電鑄層與型芯分離 ， 即可獲得型面與型芯凹 、 凸相反的電鑄模具型腔零件的成型表面 。 (2) 母模材料不限于金屬 ， 有時還可用制品零件直接作為母模 。 (4) 電鑄可獲得高純度的金屬制品，如電鑄銅，它純度高，具有良好的導(dǎo)電性能，十分有利于電加工。 如電鑄鎳 ， 一般需要一周左右 。 電鑄層一般都具有較大的應(yīng)力 ， 所以大型電鑄件變形顯著 ， 且不易承受大的沖擊載荷 。 2． 電鑄設(shè)備 鑄設(shè)備 (如圖 74所示 )主要包括電鑄槽 、 直流電源 、 攪拌和循環(huán)過濾系統(tǒng) 、 恒溫控制系統(tǒng)等 。一般用鋼板焊接 ， 內(nèi)襯鉛板或聚氯乙烯薄板等 。 常用硅整流 ， 電壓為 6～ 12 V左右 ， 并可調(diào) 。攪拌的方法有循環(huán)過濾法、超聲波或機(jī)械攪拌等。 第七章 其他特種加工技術(shù) 4) 恒溫控制系統(tǒng) 電鑄時間很長 ， 所以必須設(shè)置恒溫控制設(shè)備 。 3． 電鑄的應(yīng)用 電鑄具有極高的復(fù)制精度和良好的機(jī)械性能 ， 已在航空 、儀器儀表 、 精密機(jī)械 、 模具制造等方面發(fā)揮日