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有關電解加工鈦合金產品的工藝方法

鈦合金材料具有高強度、高塑性、高韌性、高模量、高損傷容限等特點,常規的車、銑加工達不到設計要求的形狀和尺寸。由于電解加工具有短時高效等優點,通常也不受其是何種加工材料限制,因此,其可作為加工鈦合金材料的理想工藝方法,本文則結合實際介紹如何采用電解方法加工出滿足設計要求的產品。

1.陰極的設計與制造
由于需要加工產品的尺寸較小,形狀復雜,且需要考慮電極的放電間隙以及電解流場的均勻性,電極在設計及制造方面,需通過實際的電解試驗進行參數摸索。電極實物圖1所示:

2.加工間隙
電解加工過程中放電間隙越小、表面質量越好, 加工精度就越高,電解加工中, 陰極一直進給,陽極不斷溶解。在電解加工過程中,加工電壓和進給速度對加工表面質量和加工精度有著重要的影響,因此有必要研究分布間隙。通過調節電壓、進給速度以及選用合適的電解液,便可對加工間隙實現有效的控制。

3.加工電解液的選擇
NaCl是一種強電解質,其在水溶液中幾乎可以全部電離為Na+和Cl-離子,并能與水中的H+和OH-等離子共存, NaCl電解液理論上在加工鈦合金材料時,通過適當調整加工電壓、進給速度以及優化電極結構,會使加工產品表面質量更好,精度更高。選用NaCl作為電解液溶質時,其濃度一般控制在10%-14%,當表面質量要求較高時,一般會控制在10%以下,加工溫度通常會控制在 ,本次即采用的14%濃度的NaCl溶液作為此次研究的電解液。同時為了保證電解液的有效利用。

4.非加工型面的絕緣隔離
在電解加工過程中,為了保護某些非加工部位,使它不產生點蝕,通常都會采取一些絕緣保護方法。經過實踐之后,最終確定采用靜電噴涂方法,不但能夠有效避免電解液與非加工表面相接觸,起到隔開雜散電流的作用,而且其噴涂的非金屬絕緣層較薄,粘貼也更加牢靠,更不會因電解產生的高溫而融化脫落,一次噴涂可多次使用。

在完成了電解液的選擇,加工參數的確定,絕緣保護層的噴涂等工作,結合必要的分度夾具,經過調整找正等前期準備工作之后,便對正式產品進行了加工,實際產品的加工效果如圖2所示。經過檢驗之后,實際的加工尺寸能夠達到設計要求的精度及尺寸。與電火花加工工藝相比,其加工效率提升95%以上,不但提高了生產效率,更節約了生產成本,以及大量的人力和物力,避免了資源的不必要浪費。電解加工在電解加工鈦合金產品時,只要正確設計加工電極,合理選用加工參數,恰當配制加工電解液,采用理想的絕緣保護方法等,就能夠一次性短時高效加工出滿足設計要求的產品。

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