第4章 电化学加工

《第4章 电化学加工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、特种加工方法能量形式作用原理英文缩写电火花加工成形加工电能、热能熔化、气化EDM线切割加工电能、热能熔化、气化WEDM电化学加工电解加工电化学能阳极溶解ECM电解磨削电化学机械能阳极溶解磨削EGM电铸、电镀电化学能阴极沉积EFMEPM激光加工切割、打孔光能、热能熔化、气化LBM表面改性光能、热能熔化、相变LBT电子束加工切割、打孔电能、热能熔化、气化EBM离子束加工刻蚀、镀膜电能、动能原子撞击IBM超声加工切割、打孔声能、机械能磨料高频撞击USM常用特种加工方法分类表第四章电化学加工概述电化学加工基本原理电解加工电铸、电刷镀及复

2、合镀加工本章主要内容:4.1概述电解加工（electrochemicalmachining，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、将零件加工成形的一种方法。1834年法拉第发现了电化学作用原理，此后人们开发了电镀、电铸、电解加工等化学加工方法，并在２０世纪３０－５０年代开始在工业上较为广泛的应用。目前常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、精密电镀、电刻蚀和电解冶炼等。已成功应用于国防、航空航天、汽车、拖拉机、模具制造、电子行业等领域的工业生产。据电化学加工原理，可将电化学加工分为三类：利用

3、阳极溶解电解：通过电化学反应从工件表面去除金属．电解抛光：通过电化学反应从工件表面去除金属毛刺．利用阴极上的沉积作用电镀：在工件表面沉积金属：材料表面装饰保护．电铸：在阴极上沉积实现附着加工．电刷镀：复合电镀：复合加工电解磨削：各种电化学方法的比较工艺名称电解加工电解磨削电铸加工电镀与电刷度加工原理电化学去除加工电化学去除加工电化学附着加工电化学附着加工阳极溶解机械磨削作用电解作用阴极沉积剥取沉积层阴极沉积附着在表面①可对任何硬度、强度、韧性的金属材料进行加工，加工难加工材料时，其优点更为突出。②加工过程中不存在机械切削力和切削

4、热作用，故加工后表面无残余应力和冷硬层，也无毛刺、棱边，表面质量好。③大面积上可同时进行加工，也无需粗精分开，故一般具有较高的生产率。④加工过程监测与自动控制、工具的准确设计、加工精度的提高，以及电化学作用的产物（气体或废液）的处理等都是亟待解决的问题。电化学方法与传统加工方法相比所具有的特点:电解液阳极阴极4.2电化学加工基本原理１.电化学加工过程电子流方向电流方向正离子负离子两金属片作为电极侵入NaCL电解液中,导线中就有电流通过.现象解释:金属导线和电解液是两类不同类型的导体。导线是靠“自由电子”在外电场作用下沿电源正极方

5、向移动(实际是人为规定)而导电.电解液靠溶液中的正负离子的定向移动而导电的,是离子导体.当上述两类导体构成通路时,在金属片(电极)和溶液的界面上产生交换电子的反应,即电化学反应.溶液中的离子作定向运动,正离子移向阴极并在阴极上得到电子进行还原反应.溶液中负离子移向阳极并在阳极表面上失去电子进行氧化反应.(也可能是阳极金属原子失去电子而成为正离子进入溶液)溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阴极阳极表面产生得到、失去电子的化学反应叫做电化学反应。２.涉及电化学加工过程的相关概念1）电解质溶液电解质：凡溶于水能导电的物质。我们

6、知道晶体分为分子、离子、原子和金属晶体四种。具有离子晶体结构特征的化合物都是电解质.如：盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化氨、食盐、硝酸盐等酸、碱、盐都是电解质。水是弱电解质。电解液:电解质的水溶液.电解液浓度:电解液中所含电解质的多少.一般以质量百分比浓度(%)表示.即每100克溶液中所含溶质的克数.还有量浓度表示:每升溶液中的电解质的摩尔数(摩尔是表示物质量的单位,每摩尔物质含有阿佛加德罗常数个数微粒(约为6.02×1023)表示mol.)电解质的电离：水分子有极性，可与其它带电粒子发生电的作用，电解质中的离子变成水化离子，这个过

7、程叫电解质电离。电解液可分为中性盐溶液、酸性溶液、碱性溶液三大类。中性盐溶液的腐蚀性小，使用时较安全，故应用最普遍。最常用的有NaCl、NaNO3和NaClO3三种电解液.金属导电性与电解质溶液导电性的差异2）电极电位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组成，即使不接外接电源，当金属与它的盐溶液接触时，常会发生电子的得失反应。（金属是由原子离子自由电子组成）例如:当铁与FeCl2水溶液接触时,由于铁离子在晶体中具有能级比其它在溶液中成为水化离子的能级高，且不稳定，所以晶体界面上的铁离子就有与水分子作用生成水

8、化铁离子进入溶液中的倾向，电子则留在金属表面上，即：Fe—2eFe+2（溶解，氧化反应）这样金属上有了多余的电子而带负电，溶液中靠近金属表面很薄的一层有多余的铁离子（Fe+2）而带正电。随着金属晶体进入溶液的Fe+2离子数目增加，金属上负电荷增加，溶液中正电荷增