AI-Al2O3模板阴极法微细电解加工初探.pdf

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1、《电加工与模具》2013年增刊1设计·研究AI-AlsO3模板阴极法微细电解加工初探陆日钦，汪炜，徐省三，张伟(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：分析了AI—AIO模板阴极法微细电解加工材料去除机理，开展了相关试验验证工作。选择陶瓷层厚度为70、150、200m的铝板作为阴极，工件材料分别为不锈钢和纯钛，进行电解加工试验。结果表明：陶瓷层越厚，侧向腐蚀越小，成形精度越高，但相对加工效率有所降低。采用孔径500tim的一()3模板，成功制备出平均孔径554．7m和575．8的不锈钢工件及纯钛工件。关键词：微弧氧化；陶瓷层；有限元分析；电解加工中图

2、分类号：TG662文献标识码：A文章编号：1009—279X(2013)S1—0044—03ExperimentalResearchonMicro—ECMbyUsingAI—Al203MaskCathodeMethodLuRiqin，WangWei，XuXingsan，ZhangWei(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Thematerialremovalmechanismofmicro—ECMbyusingAI—A1203maskcathodeisan

3、a—lyzed，andtherelativeexperimentalworkhasbeenfulfilled．TheA1AI203maskswithdifferentthick—nessofinsulationlayer(70／zm，150gmand200mrespectively)havebeenselectedascathodeforelectrochemicalmachiningofstainlessstee1andtitaniumfoil．ItiSdemonstratedthatwiththethickerinsulationlayer，theunderc

4、utissmaller，andtheformingaccuracyofECMedholesisbetteraswelI，however．theefficiencyisrelativelylower．Withthesamemaskof500／zmindiameter．thearrayofmicroholeshavebeesuccessfullyfabricated，forSUS304stainlesssteel，theaveragediameteris554．7gm，andfortitanium，theaveragediameteris575．8m．Keywords

5、：micro—arcoxidation；ceramicinsulationlayer；finiteelementanalysis；ECM随着航空航天、汽车等行业的发展，对在零件上较高。加工各种微孔提出了更高的要求。微孔的加工方法本文提出了A1一AlO模板阴极法微细电解加主要有精密机械加工、光化学蚀刻、激光加工、电火工方法，即通过微弧氧化在有群孔的铝片表面原位花加工及照相电解加工u。机械加工会留下毛生长出一层陶瓷层。J，以此单面绝缘的铝模板作刺，易引起变形，尤其是金属薄板工件，同时受到工为阴极进行电解加工，转移图形。该方法的电解原件材料硬度等性质的影响。光化学蚀刻需

6、要用到有理与照相电解类似，但既保留了其优点，同时绝缘层强烈腐蚀作用的腐蚀剂，如蚀刻钛需用到氢氟酸，造也可循环使用，降低了成本。针对这种电解方法，研成环境污染，处理成本高。激光加工后孔壁有再铸究了陶瓷层厚度对加工结果的影响，通过优化参数，层和微裂纹，加工的小孔表面粗糙度差，易形成喇叭取得了较好的加工效果。形。电火花加工会损耗工具电极，有热影响区。1试验原理及仿真分析照相电解加工中覆盖的胶膜不可循环使用，成本对具有群孔的铝片单面进行微弧氧化，原位生长出一层绝缘性能较好的陶瓷层。以单面绝缘的铝收稿日期：2013—01—22第一作者简介：陆日钦，男，1987年生，硕士研究

7、生。片作为阴极，紧贴金属阳极进行电解加工。通过绝一44一设计·研究《电加工与模具》2013年增刊1缘层屏蔽一定的电场，限制腐蚀区域，实现定域加本次试验的工件阳极接电源正极，单面绝缘的工。电解液从绝缘夹具和铝阴极之间的空隙高速流铝片接电源负极。工件阳极表面和铝阴极表面分别过，带走电解产物及热量，确保加工的正常进行。试是两个等势面，这两个等势面为ANSYS分析中的验装置见图1。边界条件。其中，阳极：：【，(2)阴极：。lF=0(i：3，4，8，9)(3)其他边界条件应该封闭或近似封闭，即：1．出液口2．密封圈3．进液口4．绝缘夹具5．铝模板阴极I=0(_2，5，6，7

8、，10)(