Современное ЭКГ обеспечивает все более эффективный вариант обработки сложных сплавов, и производители оборудования рассматривают его как эффективный способ обработки точных деталей из этих материалов.
Что такое электрохимическое шлифование?
ЭКГ-это гибридный процесс, сочетающий электрохимическую обработку и шлифование.
Схема процесса электрохимического шлифования, показывающая источник постоянного тока, анод, катод, шлифовальный круг, сопло электролита, заготовку, коллектор и контактные щетки
Электрохимическая обработка - это электролитическая операция, при которой заготовка становится анодом, а режущий инструмент (в случае ЭКГ-шлифовальный круг) - катодом. Когда постоянный ток протекает между анодом и катодом, он создает реакцию, похожую на гальванопокрытие, но вместо того, чтобы брать материал с анода и осаждать его на катод, материал удаляется с анода и смывается в электролитной жидкости. ЭКГ делает электрохимическую обработку еще одним шагом вперед, механически разрезая металл шлифовальным кругом и одновременно электрохимически растворяя материал. Теория заключается в том, что вы можете уменьшить твердость материала и частично рстворить его во время шлифования, так что шлифовальный круг режет с гораздо меньшей силой.
Этот процесс требует некоторого специального оборудования, включая источник постоянного тока. Для этого также требуется токопроводящий шлифовальный круг. Стандартное колесо ЭКГ состоит из абразива (например, CBN, алмаза, оксида алюминия или карбида кремния), меди и связующего из смолы. Размеры связующих и зернистости варьируются в зависимости от области применения. Шлифовальные круги Tridex имеют диапазон размеров от 0,004 до 4,0 мм в ширину.
Электролитная жидкость для электрохимического шлифования
Электролитная жидкость является важной частью процесса ЭКГ. Она распыляется на шлифовальный круг и заготовку, подобно охлаждающей жидкости. Но ее функция совершенно иная. Несмотря на то, что она обладает некоторыми охлаждающими свойствами, ЭКГ не выделяет много тепла, поэтому цель не состоит в том, чтобы затопить процесс как можно большим количеством жидкости, как в других операциях механической обработки. Электролит является частью процесса, а это означает, что если вы измените скорость потока электролита, это повлияет на то, какой будет разрез. Поэтому процесс требует поддержания определенного потока электролитной жидкости, чтобы гарантировать, что разрез не имеет заусенцев и находится в пределах допуска. Поток является важной переменной в ЭКГ.
Электролитная жидкость сама по себе представляет собой разновидность соленой воды. Нитрат натрия обычно растворяется в этой жидкости, потому что он не слишком агрессивен и достаточно мягкий, чтобы операторы могли работать с ним. Как и любая другая металлообрабатывающая жидкость, электролит загрязняется металлом, поэтому его необходимо отфильтровать, а в конечном итоге заменить и утилизировать должным образом. Обычно станки имеют центрифугу для фильтрации, чтобы можно было извлечь из нее как можно больше мелких частиц. Это продлевает срок службы электролита, примерно вдвое.
Электрохимическое шлифование может быть выполнено только на изделиях, изготовленных из токопроводящих материалов. Это включает в себя широкий спектр материалов, включая инструментальные стали, нержавеющие стали, большинство хромо-никелевых сплавов и высокотемпературных сплавов. В дополнение к проводимости, материал должен быть электрохимически реактивным. Например, хотя платина является проводящей, она недостаточно электрохимически реактивна для ЭКГ.
Преимущества электромеханического шлифования
ЭКГ имеет ряд преимуществ перед шлифованием и другими видами механической обработки. Электрохимический процесс уменьшает силы резания, продлевая срок службы круга и устраняя необходимость в правке. А поскольку ЭКГ не оставляет заусенцев на заготовке, она исключает чистовые операции.
Одним из самых больших преимуществ ЭКГ является то, что электрохимический процесс может окислять материал заготовки независимо от твердости и уменьшать усилие резание, необходимое для ее обработки. Это означает, что ЭКГ-процессы имеют более длительный срок службы инструмента, чем традиционные процессы шлифования.
ЭКГ также обладает способностью легко резать труднообрабатываемые материалы. Это связано с тем, что эти материалы, к которым относятся хром, кобальт и никель, обладают высокой реакционной способностью и легко растворяются в электрохимическом процессе. Сплавы с высокими пропорциями этих материалов, такие как Инконель, Хастеллой и Васпалой, свободно режутся с помощью ЭКГ, но создают проблемы при обычной механической обработке.
ЭКГ может также обрабатывать более распространенные материалы, включая алюминий и медь, но это не всегда самое экономичное решение. "Алюминий легко резать разными способами", - отмечает он.
ЭКГ режет материалы при относительно низкой температуре, в отличие от процессов, работающих при высокой температуре, таких как EDM и лазерная обрабботка. Быстрое нагревание и охлаждение материала в этих процессах потенциально вызывает металлургические изменения, которые могут привести к затвердению материала и затруднить дальнейшие операции (например, сверление и нарезание резьбы по отверстию). Оно также имеет тенденцию оставлять зону теплового воздействия, который склонен к растрескиванию. Это распространенная проблема при резке труб, особенно для авиационных двигателей. Эти трубки часто расширяются в конце. Если они имеют переработанный слой, они могут треснуть и привести к слому дорогостоящей детали в конце производственного процесса.
Поскольку электрохимический процесс размягчает материал заготовки, а электролитная жидкость смывает часть его, материал не засалевает круг, как это происходит во время традиционных процессов шлифования.
Применение для электрохимического шлифования
ЭКГ не может заменить все операции механической обработки и шлифования. Это не имеет смысла для операций, требующих большого количества удаления материала, включая многие процессы фрезерования, точения и поверхностного шлифования. Если вы увеличиваете размер разреза, вы увеличиваете количество тока, необходимого в вашем источнике питания.
Одна из самых больших областей роста ЭКГ-это шлифовальные иглы для медицины, включая иглы для подкожных инъекций, хирургические иглы, троакары и биопсийные иглы. Обычные иглошлифовальные станки оставляют заусенцы,которые должны быть удалены пескоструйной обработкой или электрополировкой. Однако эти процессы притупляют кончики игл. Не очень-то приятно делать укол тупой иглой. ЭКГ можно использовать для эффективной обработки основной части иглы, а затем настроить параметры на конце иглы, чтобы создать острый наконечник без больших заусенцев.
Еще одной областью роста ЭКГ является отсечение трубок. С помощью стандартных приспособлений ЭКГ-машины Tridex могут резать трубки и провода диаметром от 0,010 до 3 мм. Применение этих трубок варьируется от подкожных игл до небольших трубок в авиационных двигателях.
Достижения в области ЭКГ-технологий
Как и другие процессы механической обработки, ЭКГ-технология продвинулась в последние годы. Системы управления в целом улучшились, сделав этот процесс обработки, как и другие, более точным и повторяемым.
Управление электролитами улучшилось в последние годы. Теперь можно лучше контролировать поток, контролировать различные параметры электролита. Теперь можно получить лучший контроль и отрегулировать параметры резки по мере изменения электролита. Например, когда раствор используется, он поглощает металл и становится более проводящим, по другому воздействуя на разрез. Теперь датчики могут измерять количество соли, растворенной в растворе, и ее электропроводность, а также расход, температуру и РН. Машины Tridex также используют методологию для определения того, когда следует изменить решение, решение, которое пользователи ранее приняли без такой большой технической основы.
