Hình 4.25 trình bày sơ đồ nguyên lý của phương pháp mài bĩng điện hĩa
Hình 4.28. Sơ đồ nguyên lý mài bằng điện phân
M: vật gia cơng E: đĩa mài L: trục cách điện
B: Vịi phun dung dịch điện phân
Nối vật gia cơng vào cực dương của mạch dịng điện 1 chiều, cịn dụng cụ mài thì nối vào cực âm, dùng vịi phun để phun dung dịch điện phân vào khe hở. Do tác dụng của dịng điện hiện tượng hịa tan anod diễn ra. Tác dụng cọ xát của những hạt mài của dĩa mài ngăn cản quá trình tự kiềm chế của anod. Đĩa mài là một đá mài hình vành khăn dẫn điện, cĩ gắn những hạt kim cương, hoặc cacbit silic cơ ranh đơng (hình 4.29).
EB B
M
Hình 4.30. Quá trình lấy phoi khi mài bằng điện phân.
1. Hạt mài. 2. Chất kết dính. 3. Bề mắt hợp kim cứng.
4. Màng mỏng anod. 5. Dung dịch điện phân.
Những hạt mài cĩ hai nhiệm vụ song hành. Một mặt chúng là những hạt cách điện, và quyết định kích thước của khe hở (0,02 – 0,08mm), đảm bảo sự lưu thơng của dung dịch điện phân và loại trừ khả năng bị ngắt mạch; mặt khác chúng đẩy ra khỏi dung dịch điện phân lượng vật liệu đã bị bĩc đi và lớp cịn bám trên vật gia cơng. Sự lấy phoi là kết quả của quá trình điện hĩa, và tác dụng mài bĩng ở đây chưa phải là tác dụng quyết định.
Phương pháp mài bằng điện phân chủ yếu sử dụng để mài sắc hợp kim cứng. Hợp kim cứng là một hỗn hợp khơng đồng nhất, mà các thành phần cĩ trạng thái khác nhau đối với quá trình điện hĩa chất coban hịa tan và cho ra 2 electron
Co – 2e- = Co++ (4.10)
Các loại cacbit kim loại (WC, TiC) trước tiên hịa tan thành axit kim loại và chỉ sau đĩ mới hịa tan từ anod.
WC + 4H2O – 8e- = WO3 + CO + 4H2 (4.11) TiC + 3H2O – 6e- = TiO2 + CO + 3H2 (4.12)
Tốc độ hịa tan của ba thành phần chính này khác nhau. Từ hình 4.30 cĩ thể thấy rằng coban hịa tan mạnh nhất, cịn TiC thì hịa tan chậm nhất.
Hình 4.30. Quan hệ giữa tốc độ hịa tan của các thành phần trong hợp kim cứng với điện áp.
Cần cĩ nguồn điện đặc biệt vì sự dao động của điện áp và dịng điện ảnh hưởng rất lớn đến quá trình mài. Điện áp và cường độ dịng điện khơng được vượt quá trị số cực đại của điện áp và cường độ dịng điện. Như hình 4.31 cho thấy cần phải thay đổi như thế nào các thơng số cơng nghệ khi tăng bề mặt gia cơng.
31 1 2 4 5 2 4 6 10 100 1000 10000 Mức độ tan (mg/h) U (V) 1 2 3 a: Co. b: WC. c: TiC. Hiệu điện thế khơng đổi Dịng giới hạn Tăng bề mặt gia cơng U (V) I (A) Vùng điều chỉnh điện áp
Hình 4.31. Đặc tính dịng điện – điện áp của quá trình mài bằng điện phân. Dùng 1 loại máy phát đặc biệt, với hệ thống phản hồi sự biến đổi điện áp và dịng điện để máy cĩ thể tự điều chỉnh (hình 4.32).
Hình 4.32. Sơ đồ máy phát dùng cho mài bằng điện phân.
T: Máy biến thế. E: Chỉnh lưu. R: Bộ phận điều chỉnh.
S: Các phần tử làm bằng phẳng sĩng nhấp nhơ.