Gia Công Điện Hóa ECM

12.5 GIA CễNG IN HểA (ECM Electrochemical Machining) Gii thiu Gia cụng in hoỏ (ECM): l s loi b kim loi cú iu khin bng s ho tan anụt mt h thng in phõn ú phụi l anụt v dng c l katụt Cht in phõn c bm qua khe gia dng c v phụi, dũng in mt chiu i qua h thng vi in ỏp thp ho tan kim loi ca phụi Mc dự gia cụng in hoỏ ụi ỏp dng cho sn xut lot nh, phng phỏp ny tt nht l dựng sn xut lot ln vỡ chi phớ dng c, lp t v chi phớ thit b cao Mt mỏy cụng c 15000 Ampe gia cụng kim loi vi tc 25x103mm3/ph cú th cú giỏ 400.000 ữ 700.000 USD (khụng bao gm thit b ph v cỏc ph tr khỏc) VD: Nu s dng dung dch cht in phõn l mui n NaCl, vt liu gia cụng l st nguyờn cht (Fe) thỡ quỏ trỡnh gia cụng in hoỏ s xy cỏc hin tng sau Trong dung dch cht in phõn cú cỏc ion Cl-, ion OHs chuyn ng v Anụt (phụi) v cỏc ion H+, v Na+ s chuyn ng v Katụt (dng c) Ti Ant: Fe mt in t tr thnh ion Fe++, ion Fe++ v cú cỏc phn ng: Fe+++ 2(OH-) = Fe(OH)2 Fe+++ 2Cl- = FeCl2 Ti Katt: H+ + e = H H + H = H2 Na+ + H2O = NaOH + H2 TOOL Cathode (-) 2H ++2 e = H Gas (H2) h Electrolytic Solution Fe(OH)2 +2 Fe (OH) = Fe(OH)2 Anode (+) WORKPIECE Hỡnh 12.5 S nguyờn lý - ECM TOOL WORKPIECE TOOL WORKPIECE Hỡnh 12.5 S nguyờn lý - ECM S h thng ECM iu khin quỏ trỡnh Tc tỏch b vt liu ECM c iu khin bi nh lut Pharaday Cỏc bin c bn tỏc ng n mt dũng in v tc tỏch b vt liu l: ắ in ỏp ắ Tc tin dao ắ Tớnh dn in ca cht in phõn ắ Lu lng cht in phõn ắ Thnh phn cht in phõn ắ Vt liu phụi ắ in ỏp: gia khe h gia cụng nh hng n dũng in v tc ct b vt liu, nú c iu khin phn ln cỏc hot ng ECM, gia cụng in hoỏ U ữ20V Tuy nhiờn vi mt in ỏp khụng i, dũng in cng ph thuc vo tr khỏng khe h gia cụng Tr khỏng khú iu khin hn nhiu vỡ nú ph thuc vo tớnh dn in ca cht in phõn v chiu rng ca khe h ắ Tc tin dao : mt in ỏp khụng i c khong h mt bờn v mt trc u t l nghch vi tc n dao, nh hng tỏc ng lờn khong h mt bờn khong 60% Khe h mt trc l hm ca tc tin dao vỡ katt tin gn ant vi tc cao hn, khe hp hn dn n tr khỏng gim Khi tr khỏng gim, dũng in tng ú tc gia cụng tng n cõn bng c thit lp Tc tin dao gim, tc gia cụng gim khe h tng vỡ katt khụng gn b mt phụi Khi khe h tng, tr khỏng tng v dũng gim Tc tin dao ph thuc vo dng b mt gia cụng Tc tin dao gia cụng Inconel 718 (hp kim NiCrFe bn cao) nh sau: Dạng gia công Tốc độ chạy dao mm/phút Những lỗ tròn 2.2 Những hốc đơn giản 2.2 Bề mặt 19 X 103mm2 1.3 Khoét rộng 7.6 Bảng : Các thuộc tính tơng đối kim loại dùng lm dụng cụ ECM Đồng Đồng Thép thau Đồng tinh luyện điện phân Đồng gia công dễ 1/2 % Te Vật liệu dụng cụ Tính chất Hợp kim đồng Titan không Đồng gia công dễ (1 % Pb) Đồng thau thơng phẩm Đồng thau (30% kẽm) gỉ Đồng thau cắt dễ Điện trở 53 48 Đồng thau chịu nớc mặn (37- Độ bền 1.1 1.9 1.1 39%; Zn : 0,5-1% thiếc) Tính dễ gia công 6.0 8.0 2.5 1.0 Đồng nhôm silic Tính dẫn nhiệt 7.5 1.0 2.6 25 Đồng niken 10% Hợp kim đồng man gan Thép không gỉ Titan Hợp kim thiêu kết 90% W, 20 %Cu Thit k dng c: thng c to hỡnh ging nh hỡnh nh tng phn ca vựng c gia cụng ca chi tit ó hỡnh thnh Chc nng ca dng c l cung cp mt ng i xỏc nh trc cho dũng in ECM Nh thit k phi xỏc nh bn cht v phm vi ca lch yờu cu v khe h cho phộp t cu trỳc hỡnh nh ngc (khe h trc thng vo khong 0,1 ữ 0,8mm v khe h bờn 0,5 ữ 1,3mm), cho phộp lu tc dũng chy cht in phõn u v hiu qu khe gia cụng cú mt tc tỏch b vt liu chp nhn c ắ Kiu dng c Kiu chung ca thit k dng c thay i theo cỏc ng dng ECM khỏc nhau.Cỏc thit k thụng dng nht ca dng c l kiu dũng chy h, ú cht in phõn i vo khe thụng qua mt kờnh tõm ca dng c v thoỏt phớa xung quanh phớa ngoi ca dng c Cỏc dng c dựng gia cụng mt ngoi cú th l loi chy ngang ú cht in phõn i vo khe t mt phớa ca phụi v i phớa bờn CC LOI DNG C DNG TRONG ECM CC LOI DNG C DNG TRONG ECM Mt s chỳ ý: ắ Cỏc b mt ca dng c phi nhn mn Bt c mt khuyt tt trờn dng c cú th nh hng n vic gia cụng in hoỏ v li cỏc vt trờn b mt gia cụng Khớa, vt xc, l nh, bavia v cỏc ng cú th gõy cỏc khuyt tt gia cụng trờn sn phm Bt c vt nt no trờn dng c cn tr dũng chy ca cht in phõn cú th gõy cỏc ng chy hay kiu chy nh hng n sn phm ắ Cỏch in: l quan trng vic iu khin dũng in Dng c cú th c cỏch in theo mt s cỏch tu thuc vo hỡnh dng ca nú ắ Phụi: phn ln cỏc vt liu dn in cú th gia cụng in hoỏ Cu trỳc t vi: ắ C ht ln cú th cú cht lng b mt thụ hn s vi ht nh ắ Cỏc ht khụng tan (VD: grafit gang ỳc) cú th lm b mt thụ v gõy nh hng xu n gia cụng ắ S thay i thnh phn nh thộp hoỏ cng, b mt cú th gõy s khỏc gia cụng ắ S trung ca cỏc hp cht gia cỏc kim loi ti cỏc biờn gii ht nh vựng nhy nhit ca mt vi loi thộp khụng g, cú th gõy cỏc xõm hi gia cỏc ht nghiờm trng cng: ắ ECM cú th dựng ct thộp ó tụi Mc dự tc tỏch b kim loi khụng liờn quan trc tip n cng ca kim loi, nú cú th b nh hng bi s x lý nhit v cỏc bin phỏp tng cng khỏc s thay i cu trỳc t vi ca vt liu Vỡ s ph thuc ca tc tỏch b vt liu vo cu trỳc t vi, in ỏp khụng i v tc tin dng c gia cụng khụng th m bo cho dung sai kht khe v cht lng b mt cao, vt liu phụi ng nht cng l yu t quan trng CLBM v dung sai cú th cng thay i theo cng ca vt liu Lm sch: Lm sch phụi gn nh l vic cn thit sau gia cụng in hoỏ Thộp v gang ỳc thng c x lý dung dch kim sch (vi nc hay khụng cú nc ra) hay hn hp tỏch nc, li cú th li mt lp bo v trờn phụi Dung dch c HCl thng c s dng trc dựng nc Trong mt s ng dng cú th phun ht thu tinh tng cng b mt hay phun hi Hin tng gim tớnh dai hydro ca b mt sn phm xy gia cụng in hoỏ, vỡ hydro c sinh dng c ch khụng phi phụi Tuy nhiờn s xõm nhp ca hydro cú th xy phụi dung dch axit m khụng cú dũng in Phụi nhy cm vi hydro khụng nờn nhỳng cht in phõn axit m khụng cú dũng in chy qua v sau gia cụng in hoỏ, cn tin hnh xỳc cn thn Cỏc cht in phõn trung tớnh nh cỏc dung dch mui, khụng cú xu hng gõy hin tng gim tớnh dai Cht lng b mt: Cht lng b mt ca cỏc chi tit gia cụng bng in hoỏ thng t 0,03 ữ 1,9 m ct theo mt trc v khong m hay ln hn cnh bờn Cỏc bin quan trng nh hng n cht lng b mt l mt dũng in, tc tin dng c gia cụng, kớch thc khe h gia cụng, thnh phn cht in phõn, nht, nhit , dũng chy (lu lng) v cu trỳc t vi ca phụi chớnh xỏc: Dung sai kớch thc thụng thng ca ECM l 0,13 mm khe gia cụng trc v 0,25 mm khe h bờn Tuy nhiờn, cú kh nng iu khin t c 0,025 mm Khú cú th gia cụng bỏn kớnh nh hn 0,8 mm, bỏn kớnh ngoi cú th l 0,5 mm hay ln hn Ct quỏ, cụn v bỏn kớnh gúc ph thuc vo cu trỳc ca katt, mc ct quỏ l 0,5 mm v bỏn kớnh gúc l 2,5 mm ng biờn ca bỏn kớnh cú th gia cụng xp x bng cỏch thờm mt ớt khe h cnh vo bỏn kớnh ca katt Cỏc ng dng ECM a - ng biờn ỏy ca mt l sõu b - uụi mỏy bay c gia cụng trc tip bng a nộn c gia cụng tinh l cụn u phun nhiờn liu d) Gia công thnh mỏng vật đúc có vấu lồi e) Gia công theo đờng biên bề mặt cánh tuốc bin f) Cắt lỗ đĩa van g) Cắt rãnh xoắn ốc đĩa ma sát h) Cắt nhiều hốc nhỏ inconel 718 Cỏc ng dng ECM [...]... (Na2MoO42H2) hỡnh thnh trong quỏ trỡnh gia cụng cn phi kim soỏt quỏ trỡnh Kiu gia cụng ECM ny c gi l kiu phõn tớch vỡ mui kim b phõn tớch trong quỏ trỡnh gia cụng Cỏc hp cht mi trong quỏ trỡnh gia cụng tan hon ton trong nc v kt ta khụng xy ra ắTuy nhiờn cỏc kim loi nng cú xu hng tỏch khi dung dch v bỏm vo katt Vỡ vy cỏc katt phi c lm sch nh k vỡ lp ph ny ngn cn quỏ trỡnh gia cụng chớnh xỏc v iu khin ắ Cỏc... trong ECM: ắ Truyn dũng in gia dng c v phụi ắ Mang cỏc sn phm phn ng khi vựng gia cụng ắ Tn nhit to ra trong quỏ trỡnh gia cụng Cht in phõn phi cú tớnh dn in tt, ớt c hi v ớt n mũn, n nh v tớnh cht hoỏ v in hoỏ, cú tỏc dng chng ụxi hoỏ Phụi nờn c ho tan dng xt Cht in phõn hot ng tt hn khi cu trỳc tinh th ca phụi nh mn v khi cỏc thnh phn ca nú cú mt tc loi b kim loi u hiu qu Cht in phõn dựng trong ECM. .. dng c ECM ng thau hay ng thanh thng l la chn ti u, ngoi tr cỏc trng hp yờu cu cng cao hn Titan c bit cú hiu qu khi trong gia cụng cht in phõn axit anụt hoỏ nú (VD : axit sunfuric) Dũng in khi ú cú th o chiu nh k loi b cỏc cht lng ng m khụng lm nh hng n katụt Bảng 3 : Các thuộc tính tơng đối của 4 kim loại dùng lm dụng cụ trong ECM Đồng Đồng Thép thau Đồng tinh luyện bằng điện phân Đồng gia công dễ... cht Hydro sinh ra katt ca ECM phi c hỳt im cao nht ca vũm xng trỏnh n ắ Cỏc cht in phõn c dựng gia cụng cỏc hp kim cha Crụm v cỏc kim loi nng khỏc cú th nguy him vi mụi trng Cỏc kim loi ny cú th c tỏi ch hay chuyn i hp lý loi b cỏc vn mụi trng khi thi b chỳng DNG C GIA CễNG (Katt) ắ Vt liu dng c: ngoi tớnh dn in, nhit v tr i vi cỏc cht in phõn nờn cú cng cn thit v d gia cụng ng, ng thau, ng thanh,... c hai cht in phõn r nht (Natri cloric) hn l loi b v thay chỳng Nng : dung dch in phõn trong gia cụng in hoỏ thng mc trung gian  Tớnh dn in: ca cht in phõn ph thuc ch yu vo nng v nhit ca nú Nú phi c kim soỏt bi vỡ nú nh hng trc tip n cụng sut yờu cu v tc tin dng c gia cụng dn in cng cao, tc tin dng c gia cụng cng cao  Lu tc: ca cht in phõn l quan trng vỡ cht in phõn phi gim nhit hp lý v to ra... tinh luyện bằng điện phân Đồng gia công dễ 1/2 % Te Vật liệu dụng cụ Tính chất Hợp kim đồng Titan không Đồng gia công dễ (1 % Pb) Đồng thau thơng phẩm Đồng thau (30% kẽm) gỉ Đồng thau cắt dễ Điện trở 1 4 53 48 Đồng thau chịu nớc mặn (37- Độ bền 1.1 1 1.9 1.1 39%; Zn : 0,5-1% thiếc) Tính dễ gia công 6.0 8.0 2.5 1.0 Đồng thanh nhôm silic Tính dẫn nhiệt 7.5 1.0 2.6 25 Đồng niken 10% Hợp kim đồng man gan... dng c thay i theo cỏc ng dng ECM khỏc nhau.Cỏc thit k thụng dng nht ca dng c l kiu dũng chy h, ú cht in phõn i vo khe thụng qua mt kờnh tõm ca dng c v thoỏt ra phớa xung quanh phớa ngoi ca dng c Cỏc dng c dựng trong gia cụng mt ngoi cú th l loi chy ngang trong ú cht in phõn i vo khe t mt phớa ca phụi v i ra phớa bờn kia CC LOI DNG C DNG TRONG ECM CC LOI DNG C DNG TRONG ECM Mt s chỳ ý: ắ Cỏc b mt... n vic gia cụng in hoỏ v li cỏc vt trờn b mt gia cụng Khớa, vt xc, l nh, bavia v cỏc ng cú th gõy ra cỏc khuyt tt gia cụng trờn sn phm Bt c vt nt no trờn dng c cn tr dũng chy ca cht in phõn cú th gõy ra cỏc ng chy hay kiu chy nh hng n sn phm ắ Cỏch in: l vn quan trng trong vic iu khin dũng in Dng c cú th c cỏch in theo mt s cỏch tu thuc vo hỡnh dng ca nú ắ Phụi: phn ln cỏc vt liu dn in cú th gia cụng... Tớnh dn in ca cht in phõn: nh hng n tr khỏng khe h gia cụng Vic tng mc m c ca cht in phõn s lm dn in tng lờn, do ú lm gim tr khỏng Nhit ca cht in mụi tng cng lm tng dn in Vỡ vy nng cht in phõn v nhit ca nú cn c kim soỏt  Lu tc cht in phõn: l mt thụng s trong vic iu khin quỏ trỡnh ECM Nhit ca cht in phõn tng khi chy qua khe h gia cụng ph thuc vo lu lng Thờm vo ú, tc ú cỏc bong búng... kt ta Cht in phõn cú ti 2% cht kt ta gn nh l dung dch sch Cú ớt s khỏc nhau trong tớnh dn in, tc tin dng c gia cụng, cht lng b mt hay s chớnh xỏc gia cụng Dung dch bn cú th ng nhiu hn kt ta trờn cnh ca phụi, ph thuc ch yu vo lu tc ca cht in phõn Cú mt vi nguy him khi cht kt ta cú th kt khe h gia cụng hay ng chy ca cht in phõn, gõy ra ngn mch hay cn tr dũng chy c bit vỡ lý do ny cn phi dựng cht in ... ỏp: gia khe h gia cụng nh hng n dũng in v tc ct b vt liu, nú c iu khin phn ln cỏc hot ng ECM, gia cụng in hoỏ U ữ20V Tuy nhiờn vi mt in ỏp khụng i, dũng in cng ph thuc vo tr khỏng khe h gia. .. (Na2MoO42H2) hỡnh thnh quỏ trỡnh gia cụng cn phi kim soỏt quỏ trỡnh Kiu gia cụng ECM ny c gi l kiu phõn tớch vỡ mui kim b phõn tớch quỏ trỡnh gia cụng Cỏc hp cht mi quỏ trỡnh gia cụng tan hon ton nc v... đối kim loại dùng lm dụng cụ ECM Đồng Đồng Thép thau Đồng tinh luyện điện phân Đồng gia công dễ 1/2 % Te Vật liệu dụng cụ Tính chất Hợp kim đồng Titan không Đồng gia công dễ (1 % Pb) Đồng thau