热喷涂涂层的特种加工-电解磨削

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电解磨削是利用电解液对被加工金属的电化学作用（电解作用）和导电砂轮对加工表面的机械磨削作用，达到去除金属表面层的一种加工方法。

1. 电解磨削热喷涂涂层的工艺特点

（1）生产率高

电解磨削可以提高磨削用量，特别是径向磨削量（磨削深度），可比一般磨削大得多。按单件工时进行统计比较，生产率比一般磨削提高3~5倍。

（2）加工质量好

电解磨削时，砂轮主要是磨除涂层表面上的氧化膜。所以能减轻由于磨削热、磨削力所引起喷涂层表面的热应力、残余应力和变形，加工表面不易产生裂纹和烧伤，尺寸精度与表面粗糙度可达IT7级和Ra 1.25以上。用电解磨削加工喷涂层零件，经使用考核，证明质量合格，效果良好。

（3）砂轮磨耗量小、经济性好

电解磨削砂轮主要是磨除氧化膜，根据测量，磨削难加工热喷涂涂层，铜基金刚石导电砂轮，磨除金属量与砂轮损耗量之比G为400左右(磨削内孔)。

（4）适应性强，加工范围广

电解磨削可加工各种难加工导电的热喷涂涂层，对于各型面（如齿轮表面等）磨削也容易实现。

总之，电解磨削是一种生产率高、加工质量好、经济实用的加工方法，是加工难加工热喷涂涂层新的加工方法。
2. 电解磨削电解液的选择

电解液是电解磨削工艺中影响生产率及加工质量极其重要的因素，因为它直接影响阳极电化学反应。根据电化学反应理论，不同成分的电解液，其阳极反应的速度不同，对其反应产物的化学溶解程度也不同。电解磨削过程不但要求氧化，而且也要求钝化。为了获得高生产率和良好的表面质量，一般多用亚硝酸钠或磷酸氢二钠为主要成分的水溶液（其pH值为8~9）。另外，对电解液的另一个重要要求是不锈蚀机床和危害人体。

电解液的选择应考虑如下五个方面的要求：

（1）能够使金属表面生成结构紧密、粘附力强的钝化膜，以获得良好的尺寸精度和表面粗糙度；

（2）导电性能好，以获得高生产率；

（3）不锈蚀机床与夹具；

（4）对人体无危害，确保人身健康；

（5）经济效果好、价格便宜、来源丰富，在加工中不易消耗。

要同时满足上述五个方面的要求是困难的。在实际生产中，应针对不同产品的技术要求、不同材料，选用最佳的应用于电解磨削的电解液。

试验说明，电解磨削难加工热喷涂涂层，以磷酸氢二钠为主要成分的电解液，有较好的磨削性能。

这种电解液的加工效率高，主要是因为除了亚硝酸钠和硝酸钾的导电及氧化作用外，磷酸氢二钠在水溶液中电离后，使溶液呈弱碱性（pH值为8~9），有利于氧化物的溶解，加速了电解过程，从而获得大的电流效率，使加工效率提高。

通过试验优选，对于难加工热喷涂涂层电解磨削的电解液推荐如下：磷酸氢二钠3%~5%；亚硝酸钠2%；硝酸钾2%；水91%~93%。

上述成分的电解液，其pH值为8~9，不锈蚀机床。

3. 电解磨削用设备

电解磨削的机床，可采用专用的电解磨床或普通磨床、车床改装而成。

电解磨削用的直流电源要求有可调的电压（5~20V）和较硬的外特性，最大工作电流视加工面积和所需生产率可自10~1000A不等。只要功率许可，一般可以和电解加工的直流电源设备通用。

供应电解液的循环泵一般采用小型离心泵，但最好是耐酸、耐腐蚀性的，还应有过滤和沉淀电解液杂质的装置。在电解过程中有时会发生对人体有害的气体，如一氧化碳等。因此在机床上最好设有强制抽气装置或中和装置，至少应在空气较流通的地点操作。

电解液的喷射一般都用管子和扁喷嘴，喷嘴接在管子上，向工作区域喷注电解液。内圆磨头由高速砂轮轴与三相交流电机组成。高速砂轮轴的径向摆差≤0.01 mm，转速5000~6000 r/min。三相交流电机功率0.75 kW，转速2800 r/min。它安装在车床的溜板上，并与溜板绝缘。砂轮轴心线与车床主轴中心同高。车床主轴的改装主要是使卡盘与主轴绝缘，并在主轴末端装上阳极电刷，它与直流电源箱的输出正极相接。

直流电源可采用硅整流直流电源，输出电压0~30V，输出电流0~200A。能无级调压，并有过压、过电流保护装置。

电解液泵可采用机床冷却泵，电解液可由机床的冷却液箱经胶皮管通过主轴孔直接喷在零件上，再由回液管流回电解液箱。