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化学光整加工在模具镜面抛光中的应用

作者:liu 发表时间:2013-02-08 人气:
  作为新型加工技术一个很重要的分支,电化学加工以其加工效率高、工具无损耗、加工后工件表面无热影响层、结构表面光滑、无内应力、无裂纹、加工不受材料硬度的限制等优点,在镜面抛光机光整加工领域中得到快速的发展。而普通的电化学加工存在平面抛光机加工精度不高的缺点。怎样提高电加工的精度,一直是国内外电加工试验研究的主要目标和热点,虽取得一定的进展,但仍没有得到很好的解决。直到上世纪90年代,随着新型电子器件的发展,英、美、俄等国相继进行了脉冲电化学加工技术的基础试验研究,以及此项新技术的应用研究,使得脉冲电化学加工作为新型光整加工工艺,较大幅度地提高了加工精度,有效地改善了加工件的表面状况。
脉冲电化学加工概述
    当电流通过电极及电解质溶液时,在电极表面及电解质溶液中发生氧化还原反应,利用镜面抛光机这种电化学作用对金属材料加工的方法称作电化学加工法。电化学加工具有无电极损耗、加工表面无变质层、无应力层等显著优点,在很大程度上可以弥补机械加工后表面质量不尽如人意的不足,因而在众多领域应用广泛。但由于传统连续直流电流在电化学加工中精度不高的原因,已无法满足现代生产微细化的要求,在这种情况下,人们发现了脉冲电流。
(1)模具镜面抛光机能有效地影响阳极溶解过程动力学,提高加工精度。当采用脉冲电流取代直流进行电解加工时,所加脉冲电流在开始的瞬间,需消耗一部分电量用于充双电层,即提高了电流密度,有利于减小加工间隙,使电解作用主要在指定加工区进行,而在非指定加工区电解作用甚微,可以提高复制精度。
(2)在脉冲间歇时间内,间隙通道中的电解产物、析热、析气得以充分排出,电解液得以更新,此外,还能产生电流的瞬时,在加工间隙中产生同步的析气压力波,促进电解液的扰动。因而可改善流场,降低对电解液流动特性的要求,有利于获得稳定的、理想化的加工过程。当采用非线性的钝化型电解液加工时,脉冲电流则可以进一步增强电解液的非线性特性。
由于上述2个方面特点,脉冲电流加工可获得较高的加工精度和表面质量,除了生产率一项指标以外(由于占空比的存在,影响加工效率),其余特性均优于直流加工。
脉冲电化学光整加工以及镜面抛光机光整加工
脉冲电化学光整加工是在脉冲电化学加工的技术上发展起来的新型镜面抛光工艺,主要是利用金属在非线性电解液中的电化学阳极溶解去除少量金属表面层,从而对工件表面进行镜面抛光,达到降低工件表面粗糙度值和提高工件表面物理机械性能的一种表面光整加工方法。
脉冲电化学机械光整加工则是在脉冲电化学光整加工的基础上加入了机械加工,利用磨料磨具对金属表面的挤压、刻划和微量磨削来提高表面粗糙度水平。作为复合加工方式,兼具了脉冲电化学加工和机械加工的某些特点,使得加工范围更为广泛,加工效率更高。
脉冲电化学光整加工、脉冲电化学机械光整加工与镜面抛光机相比,除了都同时降低了工件表面粗糙度值以外,还改善了工件表面微观几何形貌,提高了工件的精度保持性、接触刚度、疲劳强度和耐腐蚀性,降低了摩擦系数、初磨损、磨损后间隙和黏附性,提高了工件的几何性能和精度,从而进一步提高工件的使用性能和使用寿命;脉冲电流加工对原始表面的质量要求较直流加工要低,而且由于阳极特性和流场特性的改变,使其在加工中对参数的要求范围更加宽松,加工状态更为稳定,较直流加工对工件表面有更强的整平能力;采用中性电解液污染小,加工范围广,无附加残留应力,因此是一种很有发展前途的镜面抛光加工工艺。

镜面抛光机:http://www.szfangda.com.cn/news/20130208/476.html