Phương Pháp Gia Công Điện Hóa

BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐIỆN HÓA I.Khái niệm: Đây phương pháp gia công đặc trưng để gia công bề mặt có hình dáng định phương pháp ăn mòn điện hóa Dùng khoan lỗ điện hóa (hay gọi gia công điện hóa, mài diện hóa, làm bavia điện hóa) Bản chất phương pháp gia công tác động khí dụng cụ tới bề mặt gia công II Nguyên lý gia công: - Phương pháp gia công điện hóa dựa sở định luật phân Faraday Trong trình gia công, chi tiết nối với cực dương dụng cụ nối với cực âm nguồn Hai điện cực đặt bể đựng dung dịch điện phân Khi đóng mạch điện diều kiện điện phân hợp lý, dòng điện qua bể có tác dụng hòa tan kim loại anot với lượng xác định theo định luật Faraday Lượng chất kết tỏa hòa tan điện phân tỷ lệ với lượng điện chạy qua - Lượng hoạt chất kết tỏa hòa tan lượng điện tương đương, tỷ lệ với thành phần hóa trị chúng ( với hợp kim có nhiều thành phần nguyên tố khác nhau) - Nếu đồng thời với hòa tan anot, mà lấy lớp bề mặt có kết cấu không chặt chẽ, trình mài điện hóa Ở phương pháp đánh bong điện hóa tận dụng tác dụng điện hóa Chúng ta không muốn làm thay đổi hình dạng bề mặt, mà gia công làm ghồ ghề li ti bề mặt mà thôi.Ở phương pháp gia công điện hóa, tính chất vật lý nguyên liệu làm anot(vật gia công) không ảnh hưởng đến xuất lấy phôi, phương pháp thường dùng để gia công vật liệu khó cắt gọt Theo định luật Faraday phương pháp gia công điện hóa thực sau: Nếu dung catot làm khuôn có hình dáng gần giống với lỗ mà ta muốn gia công bề mặt gần với catot hòa tan anot diễn mạnh lý điện trở suất dung dịch điện phân lớn kim loại Như dòng SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH điện tập trung vào diện cực nhỏ tức có dòng điện lớn nhất, cách cực catot ăn vào anot Sơ đồ nguyên lý gia công điện hóa: III Phạm vi ứng dụng : - Lượng phôi lấy không phụ thuộc vào tính chất học kim loại Công nghệ có tính kinh tế cao trường hợp ứng dụng để gia công vật liệu cứng, khó cắt gọt Trừ số kim loại hiếm, tất kim loại khác gia công kim loại Cacbon có tác dụng kiềm chế tượng điện hó, thép có thành phần cacbon cao có khả gia công phương pháp Gang đặt biệt khó gia công có hật grafit Tương tự với carbide titan wolfram Do nói chung không gia công điện hóa hợp kim cứng - Công suất trung bình có giớ hạn lượng phôi lấy không, tăng bề mặt tăng, gia công bề mặt lớn có tính kinh tế cao Khoan sâu điện hóa ngày thực với thiết bị có suất lấy phôi lớn có thiết bị 20000 A với suất lấy phôi 33 cm3/ph, tốc độ tiến điện cực 12mm/phút mật độ dòng điện 800 A/cm2, loại thiết bị có kích thước lớn cứng vững, áp suất dung dịch điện phân lên đến 10-24 atm, lực tác dụng lên bề mặt vô lớn - Độ xác gia công lỗ rỗng 0,02-0,03 mm, độ nhẵn bề mặt đạt lớn Ra=0,03 Một phạm vi ứng dụng đặc trưng gia công lỗ nhỏ từ 0,3 mm SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM - GVHD: TS ĐINH MINH Phổ biến dung gia công tạo hình phức tạp thép chiệu nhiệt , chịu mài mòn thép không rỉ Ví dụ đặc trưng gia công cánh tuabin - Hai điện cực gia công với tốc độ tiến cực e = 0,18mm/phút, tiến đồng thời việc gia công 5-10 phút Trên máy mài thao tác phải gần - Một trường hợp úng dụng đặt biệt là: điện cực gia công ống, dược uốn theo qui định, tiến theo hướng định, để tạo hình mà không cần làm mồn hết khoảng thể tích vật liệu cần phải lấy Điện cực ống có sẻ rảnh Phương pháp gia công cách xác vật quay đối xứng, phương pháp gọi tiện mài bong, ứng dụng thích hợp để gia công van hình cầu, rảnh vành khăn… - Trong năm gần đây, công nghệ điện hóa chiếm lĩnh gia công lỗ sâu, kích thước đường kính nhỏ, kinh tế sản xuất hàng loạt, đòi hỏi thiết bị có sẳn lớn IV Các phương pháp gia công điện hóa: Mài điện hóa: - Mài điện hóa dạng đặt biệt phương pháp gia công điện hóa đá mài quay (catot) đĩa mài hình vành khăn dẫn điện cóa gắn hạt kim cương, carbid silic hoạc cô ranh đông, dung để tăng cường hòa tan bề mặt kim loại gia công (anot) Vật liệu kết dính kim loại nhựa trộn với hạt mài nhô từ đá mài tiếp xúc với chi tiết gia công hình thành nên khe hở mài điện hóa Tác dụng cọ xát hật mài đĩa mài ngăn cản trình tự kiềm chế anot Dòng dung dịch điện phân qua khe hở hạt mài để thực chức - Những hạt mài có tác dụng song hành Một mặt chúng hạt cách điện định kích thước khe hở, bảo đảm lưu thông dung dịch điện phân loại trừ khả bị ngắn mạch, mặc khác chúng đẩy khỏi dung dịch điện phân lượng vật liệu bị bóc tách bám vật gia SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH công Điều quan trọng lấy phoi kết trình điện hóa tác dụng mài bóng chưa phải định Nguyên lý gia công mài điện hóa: - Phương pháp có suất cao gấp lần so với mài thông thường có hai phương pháp mài điện hóa: + Dùng đá mài dẫn điện + Dùng đá mài trung tính (không dẫn điện) - Đặc điểm chung: + Năng suất cao + Các thông số chất lượng bề mặt mài: Độ bóng bề mặt mài điện phân tốt tượng điện hóa đóng vai trò yếu.Do bề mặt gia công đường gân nằm theo hướng tiến điện cực gia công Các hạt bề mặt nguyên Độ bóng phụ thuộc vào độ lướn hạt mài + Các thông số khác lớp bề mặt giống trương hợp gia công điện hóa tổn hao nhiệt nhiều, biến đổi cấu trúc tế vi không thấy có tượng hóa cứng bề mặt, ko có tượng ứng suất dư bên + Đá mòn tương đối nhiều, trung bình khoảng 10-15% thể tích kim loại bị tách khỏi vật gia công SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH +Mật độ dòng điện mặt gia công thấp không cò tiếp xúc kim loại với nên bị đốt nóng bốt cháy + Điện áp thấp + Độ xác hình dáng hình học phụ thuộc vào đá mài - Phạm vi ứng dụng: + Phương pháp mài điện phân chủ yếu ứng dụng mài sắc dụng cụ hợp kim cứng + Năng suất mài điện phân hợp kim cứng cao nhiều lần so với mài thông thường + Nó có nhược điểm thiết bị đắt tiền hơn, nhiên nhình tong hợp ưu điểm vượt trội Đây phương pháp tiên tiến hàng đâu để mài sắc dụng cụ từ hợp kim cứng rẻ chất lượng cao Đánh bóng điện hóa: - Là phương pháp bổ sung cho gia công điện hóa Mục đích đánh bóng điện hóa lấy phôi mà đánh bóng bề mặt, tất nhiên có lấy nhiên liệu Khác với phương pháp gia công điện hóa khác, khoảng cách điện cực lớn hơn, hình dáng vật liệu gia công sẻ không hình thành giống điện cực làm dụng cụ gia công, điện cực không chuyển động trình gia công, mật độ di chuyển dòng điện thấp tốc độ di chuyển chất điện phân thấp nhiều, tốc độ bóc vật liệu giảm - Trong phương pháp đánh bóng điện hóa vật gia công (anot) điện cực dương (catot) nhúng vào dung dịch cách độc lập Khi có dòng điện qua hòa tan anot bắt đầu, dòng điện tập trung điểm nhấp nhô lên, chỗ lõm muối mỏng từ dung dịch điện phân tách Bề mặt gồ ghề trở nên nhẵn bóng óng ánh SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM - GVHD: TS ĐINH MINH Nguyên lý đánh bóng điện hóa: Chi tiết gia công đặt bể chứa chất điện phân Khi nối nguồn điện với dụng cụ chi tiết gia công 2, đỉnh đáy nhấp nhô 4, sang phẳng Ta thấy đường lực điện cực tạo ddeuf tập trung hướng vào đỉnh nhấp nhô 4, đỉnh san phẳng nhanh đáy Độ bóng bề mặt gia công đạt cấp 12-13 - Ưu điểm tính chất phương pháp đánh bóng điện hóa : + Năng suất đánh bóng 3=4 lần so với đánh bóng bình thường + Độ bóng bề mặt tốt +Có thể đánh bóng bề mặt hình dáng +Năng suất gia công tăng mà không đòi hỏi nhiều lao động tay + Thiết bị gia công rẻ đơn giản + Chất lượng bề mặt cải thiện SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH + Có khả đánh bóng bề mặt cứng +Không có biến dạng thay đổi cấu trúc lớp bề mặt +Có khả tự đông hóa trình gia công + Giam nhẹ điều kiện làm việc cảu công nhâm - Nhược điểm: + Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào độ đồng cảu vật liệu +Khó giữ kích thước hình dạng cũ +Tuổi thọ dung dich điện phân có hạn +Chỉ áp dụng bề mặt không ghồ ghề Gia công lỗ điện hóa: Gia công lỗ điện hóa hay gọi khoan điện hóa ứng dụng phương pháp gia công điện hóa việc khoan lỗ nhỏ cách sử dụng dòng điện có áp suất cao dung dịch điện phân axit Dụng cụ dầu thủy tinh có điện cực bên Người ta sử dụng ống thủy tinh có nhiều nhánh để gia công lúc 50 lỗ Công nghệ phát triển để khoan lỗ làm mát toa bin động phản lực.các lỗ sâu chịu áp suất có đường kính từ 0,1-0,76 mm với tỉ lệ chiều sâu đường kính lỗ 50:1 Axit dung để kim loại hòa tan vào dung dịch thay kết tủa Phương pháp gia công sử dụng để khoan lỗ định hình làm kim loại khó gia công, dẫn diện Với phương pháp có đặc điểm dung điện áp chiều thấp từ 5-6 volt điện cực đặt biệt ống dài, thẳng - Chi tiết gia công anot(+) dụng cụ cụ ống đồng 2(-) bọc cách ly với bên án xuống chi tiết gia công xo Dưới áp lực chất điện phân chảy qua ống đồng, tạo khe hở nhỏ phôi dụng cụ, đỷ hạt kim loại nhỏ phôi ngoài, lỗ phôi hình thành SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM GVHD: TS ĐINH MINH Làm bavia điện hóa: Làm bavia phương pháp gia công điện hóa việc tách kim loại máy hay góc chi tiết bang cách hào tan anot Phương pháp điện hóa thích hợp cho việc đánh bavia chi tiết có hình dạng phúc tạp Có cách làm bavia điện hóa: + Đánh bavia bể điện phân: cách giống đánh bóng điện hóa, lợi dụng tượng điện trường tập trung góc cạnh, mật độ điện lớn nhanh nê bavia lấy nhanh chóng + Đánh bavia thành phẩm: cách có suất cao 3-4 lần so với cách tẩy bavia bề mặt điện phân Điện cực dung làm dụng cụ tẩy bavia nối vào cực âm với hình dáng cấu tạo cho đặt dọ bavia sẻ tạo khe hở nhỏ Dung dịc điện phân phun qua rảnh với tốc độ chảy lớn làm bavia cách nhanh chóng SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT BÀI TẬP LỚN:CPPGCĐB DIỆM SVTH:TRỊNH VIỆT TÂM_LỚP 12C1LT GVHD: TS ĐINH MINH