Электрохимическая обработка:принцип, работа, оборудование, применение, преимущества и недостатки

Сегодня мы узнаем о принципе электрохимической обработки, работе, оборудовании, применении, преимуществах и недостатках с его схемой. Электрохимическая обработка представляет собой нетрадиционный процесс механической обработки, при котором металл удаляется путем электрохимического растворения. В настоящее время этот процесс широко используется во многих отраслях промышленности благодаря своей выгодной эксплуатации. Этот процесс можно считать обратным процессу гальванопокрытия.

Электрохимическая обработка (ЭХО):

Принцип электрохимической обработки:

Электрохимическая обработка работает на основе закона электролиза Фарадея, который гласит, что если два электрода поместить в контейнер, заполненный проводящей жидкостью или электролитом, и приложить к ним постоянное напряжение высокого ампера, металл может истощиться от анода (положительный вывод) и с покрытием на катоде (отрицательная клемма). Это основной принцип электрохимической обработки. В этом процессе обработки инструмент подключается к отрицательной клемме батареи (работает как катод), а заготовка подключается к положительной клемме батареи (работает как анод). Оба они помещены в раствор электролита с небольшим расстоянием. При подаче постоянного тока на электрод металл удаляется с заготовки. Это основной принцип электрохимической обработки.

Схема электрохимической сварки

Оборудование:

Электропитание:

В процессе электрохимической обработки желательны высокое значение постоянного тока около 40000 А и низкое значение разности потенциалов около 10-25 В. Электроды располагаются в межэлектродном зазоре, желательном для механической обработки. Если межэлектродный зазор не слишком мал, это может привести к возникновению дуги, или если он не слишком велик, это не подходит для механической обработки. Это около 1 мм. Этот постоянный ток с высокими значениями формируется путем преобразования трехфазного переменного тока в постоянный ток с помощью выпрямителя с кремниевым управлением.

Система подачи и очистки электролита:

Он состоит из системы трубопроводов, резервуара для хранения, насоса, регулирующего клапана, манометра, нагревательного или охлаждающего змеевика и т. Д. В электрохимическом процессе металл удаляется из шлама в форме заготовки, который должен быть удален из электролита. Эта система контролирует подачу и очистку раствора электролита в контейнер. Трубопроводная система изготовлена ​​из нержавеющей стали, армированного стекловолокном пластика, футерованного пластиком MS или аналогичного другого антикоррозионного материала. Емкость бака составляет около 500 галлонов на 10000А тока.

Инструмент и система подачи инструмента:

Инструмент изготовлен из антикоррозионного материала, так как он должен выдерживать воздействие агрессивной среды в течение длительного времени. Он также должен иметь высокую теплопроводность и легко поддаваться механической обработке. Точность размеров и чистота поверхности заготовки напрямую зависят от размера инструмента. Те части инструмента, которые не требуются для обработки, должны быть должным образом изолированы, поскольку отсутствие изоляции приводит к нежелательной обработке, что приводит к неточности размеров.

Заготовка и система крепления заготовки:

При этом заготовка должна быть хорошо электропроводной. Этим методом можно обрабатывать только электропроводящие материалы. Заготовку берут в качестве анода в этом процессе. Удерживающие устройства должны иметь непроводящие свойства.

Работа электрохимической обработки:

Электрохимическая обработка работает обратно процессу гальванопокрытия. Металл удаляется из анода в электролит и превращается в шлак путем взаимодействия противоположных ионов, имеющихся в электролите. Этот процесс работает следующим образом.

• В ЭХО электролит выбирается таким образом, чтобы на инструменте не было покрытия, а форма инструмента оставалась неизменной. Обычно в качестве электролита используется NaCl, попадающий в воду.
• Инструмент подключен к отрицательной клемме, а работа подключена к положительной клемме.
• Когда ток проходит через электрод, реакция происходит на аноде или заготовке и на катоде или инструменте. Чтобы понять, как правильно работать, давайте рассмотрим пример обработки низкоуглеродистой стали.
• Из-за разности потенциалов в электролите происходит ионная диссоциация.

NaCl     ↔     Na+     +    Cl-                              H2O     ↔      H+    +  OH-

• Когда между заготовкой и инструментом возникает разность потенциалов, положительные ионы движутся к инструменту, а отрицательные - к заготовке.
• Таким образом, ион водорода движется к инструменту. Когда водород достигает инструмента, он забирает у него некоторое количество электронов и превращается в газ. Этот газ попадает в окружающую среду.
• Когда ионы водорода забирают электрон из инструмента, это создает недостаток электронов в смеси. Чтобы компенсировать это, на заготовке (аноде) образуются ионы двухвалентного железа, что дает равное количество электронов в смеси. .

2H+     +      2e-    =      H2 ↑   на катоде                                Fe      =     Fe+ +    +      2e-      на аноде 

• Эти ионы двухвалентного железа реагируют с противоположными ионами хлора или ионами гидроксила и образуют осадок в виде шлама.

Железо (Fe)       ↔         Fe++       +       2e-                                Fe++    +     2Cl-    ↔       FeCl2                                Fe++    +     2(OH)-       ↔       Fe(OH)                              Fecl2      +      2(OH)-        ↔          Fe(OH)2     +       2Cl  

• Это поместит железо или железо в электролит и завершит процесс обработки. Этот процесс обработки обеспечивает более высокое качество поверхности, поскольку обработка выполняется атом за атомом.

Для лучшего понимания посмотрите следующее видео.

Применение:

• ECM используется для обработки диска или лопатки ротора турбины.
• Его можно использовать для прорезания пазов в цангах с очень тонкими стенками.
• ECM можно использовать для создания внутреннего профиля внутреннего кулачка.
• Производство сателлитных колец и шатунов, обработка зубчатых колес и длинных профилей и т. д.

Преимущества и недостатки:

Преимущества:

• Может обрабатывать очень сложную поверхность.
• Один инструмент может использоваться для обработки большого количества заготовок. Теоретически износ инструмента не происходит.
• Обработка металла не зависит от прочности и твердости инструмента.
• ЭХО обеспечивает очень высокое качество поверхности.

Недостатки:

• Высокая начальная стоимость машины.
• Система дизайна и инструментов сложна.
• Усталость обработанной поверхности может снизиться.
• Непроводящий материал нельзя обрабатывать.
• Невозможно обработать глухое отверстие из ECM.
• Требования к пространству и площади пола выше, чем при обычной обработке.

Это все о принципе электрохимической обработки, работе, оборудовании, применении, преимуществах и недостатках. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в своих социальных сетях. Спасибо, что прочитали это.