KỸ THUẬT CHẾ TẠO ĐỀ TÀI: GIA CÔNG ĐIỆN HÓA Nội Dung Thuyết Trình 1.Khái quát chung về điện hoá Nguyên lý gia công điện hóa Phạm vi ứng dụng gia công điện hóa Ưu điểm và nhược điểm của gia công điện hóa Khái quát về gia công điện hóa (ECM) 1.1 Khái niệm Là phương pháp: + Loại bỏ lớp kim loại có điều khiển bằng hệ thống điện phân + Chất điện phân được bơm qua khe giữa dụng cụ chi tiết hoặc chi tiết được nhúng vào bể điện phân + Dòng điện chiều qua hệ thống với điện áp thấp để hòa tan kim loại ở chi tiết + Gia cơng những bề mặt có hình dáng nhất định bằng phương pháp ăn mòn điện hóa + Hệ thống bao gồm các điện cực dung dịch điện phân được gọi pin điện + Không có tác động khí của dụng cụ tới bề mặt gia công Khái quát về gia công điện hóa (ECM) 1.2 Các dạng gia công điện hóa: + Khoan lỗ điện hóa + Mài điện hóa + Làm sạch bavia bằng điện hóa + Đánh bóng điện hóa + Chép hình … Mợt sớ phương pháp cắt gia công điện hóat số phương pháp cắt gia công điện hóan hóa Nguyên lý gia công điện hóa (ECM) + Dựa sở định luật điện phân của Faraday + Chi tiết được nối với cực dương (anot), dụng cụ được nối với cực âm của nguồn (catot) + Lớp kim loại ở chi tiết được loại bỏ nhờ dòng điện chiều có cường độ cao điện áp thấp chạy qua giữa chi tiết dụng cụ điện cực Hai điện cực đều được đặt bể dung dịch điện phân Tại bề mặt anot, kim loại được hòa tan vào các ion kim loại chi tiết được chép hình dạng của dụng cụ điện cực + Chất điện phân luôn chảy qua khe hở điện cực với vận tốc cao (thường lớn 5m/s), mang theo các ion kim loại giải nhiệt + Trong gia công, thông thường điện cực được cho tiến về phía chi tiết (anot) đảm bảo tồn tại một khe hở nhỏ ( đến 0,1 mm) + Lượng chất kết tủa hoặc hòa tan điện phân tỷ lệ thuận với lượng điện chạy qua + Trong quá trình gia cơng điện hóa lượng kim loại bị lấy cân bằng với vận tốc hòa tan anot Nguyên lý gia công điện hóa (ECM) +Trong dung dịch chất điện phân có các ion Cl-, OH- chuyển động về anot các ion H+ Na+ chuyển động về catot + ̣Tại anot: Sắt mất điện tử trở thành Fe++ Lúc xảy phản ứng: + ̣Tại catot: aOH+ + Mặc dù được hình thành từ dung dịch điện phân, các muối dung dịch không bị mất đi, để giữ nồng độ dung dịch hằng số cần thêm nước vào để ̀ lượng bị mất phản ứng Sơ đồ̀ nguyên lý ECM nguyên lý ECM Nguyên lý gia công điện hóa (ECM) * Máy dụng cụ gia công điện hóa: + Điện cực dụng cụ (catot): Được chế tạo bằng các kim loại có tính dẫn điện cao, đợ bền chớng gỉ tớt, điển thép không gỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim titan, grafit,… + Dung dịch điện phân: Vai trò quan trọng của dung dịch điện phân tạo di chuyển của các tia lửa điện bằng các ion giữa anot catot Thành phần của dung dịch phải được chọn đúng để tránh việc tạo các chất không hòa tan gây trơ hóa bề mặt Các cation của dung dịch điện phân không được kim loại, thông thường cation thường hidro, natri, kali… - Năng suất gia công được tính bằng lượng nguyên liệu được lấy đơn vị thời gian (cm3/phút) tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện Nguồn điện LoạiMột chiều Điện thế5 ÷ 30 V (liên tục xung).Cường độ50 ÷ 40,000 Loại dung dịch điện phân Thông dụng nhấtNaCl: 60 ÷ 240 g/l Thông dụng NaNO3: 120 ÷ 480 g/l-Nhiệt độ20 ÷ 500 Vật liệu điện cực đồng thau, đồng, đồng thiếc Dung sai: Chi tiết dạng tấm0,05 ÷ 0,2 mm Chi tiết dạng khối0,1 mmĐộ nhám bề mặt(Ra)0,1 ÷ 2,5 mm CÁC THÔNG SỐ ĐIỂN HÌNH CỦA GIA CÔNG ĐIỆN HÓA Phạm vi ứng dụng: Phương pháp gia cơng điện hóa được sử dụng nhiều loại hình khác 3.1 Mài điện hóa: -Mài điện hoá dạng đặc biệt của phương pháp gia công điện hoá đó đá mài quay (catot) một đĩa mài hình vành khăn dẫn điện có gắn các hạt kim cương, hoặc carbit silic, được dùng đễ tăng cường hồ tan của bề mặt kim loại gia cơng (anot) Vật liệu dùng cho mài điện hoá oxít nhôm kim cương Vật liệu kết dính hoặc kim loại (cho hạt mài kim cương) hoặc nhựa trộn với các hạt kim loại để tạo thành chất dẫn điện (cho oxít nhôm) - Phương pháp có suất cao gấp lần so với phương pháp mài thông thường 12 - Có hai phương pháp mài điện hóa : + Dùng đá mài dẫn điện + Dùng đá mài trung tính (không dẫn điện) - Tác dụng cọ xát của những hạt mài của đĩa mài ngăn cản quá trình tự kiềm chế của anot Dòng dung dịch điện phân qua khe hở giữa các hạt mài để thực hiện chức của nó 3.2 Đánh bóng điện hóa: - Là phương pháp bổ sung cho gia công điện hóa Mục đích của đánh bóng điện hóa lấy phoi mà đánh bóng bề mặt Tất nhiên có lấy một chút ít nguyên liệu - Nguyên lý đánh bóng điện hóa : Chi tiết gia công được đặt bể chứa chất điện phân Khi nối nguồn điện với dụng cụ chi tiết gia công 2, đỉnh đáy nhấp nhô dần dần được san phẳng Ta thấy các đường lực điện cực tạo đều tập trung hướng vào các đỉnh nhấp nhô , đó các đỉnh được san phẳng nhanh các đáy Độ bóng bề mặt gia công có thể đạt cấp 12-13 3.3 Gia công lỗ điện hóa: Gia công lỗ điện hoá hay còn gọi khoan điện hóa ứng dụng cuả phương pháp gia công điện hoá việc khoan các lỗ rất nhỏ bằng cách sử dụng các dòng điện áp kế cao dung dịch điện phân axít Dụng cụ một đầu thuỷ tinh có điện cực bên Người ta có thể sử dụng một ống thuỷ tinh có nhiều nhánh để gia công một lúc 50 lỗ Công nghệ được phát triển để khoan các lỗ làm mát các tua bin của động phản lực Chi tiết gia công anot còn dụng cụ ống đồng (cực âm) được bọc cách ly với bên ngồi được ấn x́ng chi tiết gia cơng qua lò xo Dưới một áp lực đó, chất điện phân chảy qua ống đồng, tạo khe hở nhỏ giữa phôi dụng cụ, đó nó đẩy những hạt kim loại nhỏ (hay dung dịch) của phôi (cực dương) ngồi Như vậy, lỗ phơi (chi tiết gia cơng) được hình thành Hình dạng của lỗ phụ tḥc vào hình dạng của điện cực dụng cụ Khi khe hở giữa các điện cực nhỏ dòng điện phân mạnh, mật ộ dòng điện có thể đạt 200÷300 A /cm2, còn tớc đợ bóc tách kim loại theo chiều dài tới 6mm/phút Độ bóng bề mặt gia công đạt cấp 8-9, còn đo chính xác gia công khoảng 0,02 mm 1- Chi tiết gia công 2- Ống đồng 3- Lò xo 3.4 Làm sạch ba via bằng điện hóa: Làm sạch bavia điện hoá phương pháp gia công điện hoá việc tách kim loại các mép hay góc của chi tiết bằng cách hoà tan anot Phương pháp điện hóa rất thích hợp cho việc đánh bavia các chi tiết có hình dáng phức tạp Có hai cách làm sạch bavia bằng điện hóa : + Đánh bavia bể điện phân : Cách giống đánh bóng điện hóa, lợi dụng hiện tượng điện trường tập trung ở những cạnh góc, ở mật độ điện lớn nhất, vậy vật liệu được lấy nhiều nhất nhanh nhất nên bavia được lấy nhanh chóng + Đánh bavia thành phẩm: Cách có suất cao 3÷4 lần so với cách tẩy bavia bề mặt điện phân > Cách thứ phức tạp cách thứ nhất, phải sau 3÷4 năm mới thu hồi được vốn mua thiết bị A : Tẩy bavia B: Tẩy bavia bề mặt Dụng cụ tầy bavia Bánh Đệm Dòng điện phân Ưu điểm nhược điểm của gia công điện hóa:  Ưu điểm Do mợt quá trình gia cơng nên phương pháp gia công điện hóa có một số ưu điểm như: + Có thể gia công bất cứ loại máy + Tốc độ hớt kim loại không phụ thuộc vào độ cứng, độ bền các thuộc tính khác của vật liệu cần gia công + Vật liệu làm dụng cụ điện cực không cần có độ cứng cao vật liệu của chi tiết gia công Do không có tiếp xúc giữa dụng cụ chi tiết nên gia công điện hóa có thể gia công các vật liệu mỏng, dễ biến dạng, giòn mà không gây rạn nứt lớp bề mặt Do hình dạng chi tiết được quyết định bởi hình dạng của điện cực dụng cụ nên có thể gia cơng chi tiết có hình dạng phức tạp một cách dễ dàng