第四章 电化学加工2

第四章电化学加工§4.1电化学加工的原理和工艺类型4.1.1电化学加工的原理以电解铜和电镀铜为例，如图所示。两片金属铜板浸在导电溶液中，如CuCl2水溶液中，此时水(H2O)离解为氢氧根负离子OH-和氢正离子H+，CuCl2离解为两个负离子2Cl–和二价正离子Cu+2。当两铜片接上约12V的直流电时，即形成导电通路，导线和溶液中均有电流流过，导线的电流是导电体靠“自由电子”在外电场作用按一定方向移动而导电的，是电子导体或称第一类导体；溶液中的电流是靠溶液中的正负离子移动而导电的，是离子导体，或称第二类导体。当两类导体构成通路时，在金属片(电极)和溶液的界面上，就会有交换电子的反应，即电化学反应，即电化学反应。溶液中的离子将作定向移动，Cu+2移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积出铜。在阳极表面Cu原子失去电子而成为Cu+2进入溶液(溶解)。这种利用电化学反应原理对金属进行加工(阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积)的方法即为电化学加工。4.1.2电化学加工的工艺类型电化学加工按其作用原理可分为三大类。第一类是利用电化学阳极溶解进行加工，主要有电解加工、电解抛光等；第二类是利用电化学阴极沉积，涂覆进行加工，主要有电镀、涂镀、电铸等；第三类是利用电化学加工与其它加工方法相结合的电化学复合加工工艺，目前主要有电化学加工与机械加工相结合，如电解磨削、电化学阳极机械加工。其分类情况如下表：电化学加工的工艺类型类别加工方法（及原理）加工类型Ⅰ电解加工（阳极溶解）用于形状、尺寸加工电解抛光（阳极溶解）用于表面加工、去毛刺Ⅱ电镀（阴极沉积）用于表面加工、装饰局部涂渡（阴极沉积）用于表面加工、尺寸修复复合电镀（阴极沉积）用于表面加工、磨具制造电铸（阴极沉积）用于制造复杂形状的电极、复制精密复杂的花纹模Ⅲ电解磨削，包括电解衍磨、电解研磨用于形状、尺寸加工；超精、光整加工（阳极溶解，机械刮除）、镜面加工电解电火花复合加工用于形状、尺寸加工（阳极溶解、电火花蚀除）电化学阳极机械加工用于形状、尺寸加工；高速切断、下料（阳极溶解、电火花蚀除、机械刮除）4.2电解加工电解加工是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理，将零件加工成形的。这一原理在机械工业中早已被用来作电镀和电抛光，但电抛光时，工件和工具之间的距离较大，电解液在槽中一般是不流动的，因此通过的电流密度很小（一般为0.01~5安/厘米²），金属去除率很低，只能对加工表面进行抛光，不能改变零件的原有形状。以金属局部高速溶解为基础的电解加工法，是由前苏联的B.H古谢夫和JT.A.罗日科夫于1928年创始的。电解加工与电抛光过程的区别在于，采用了更高的电流密度，而其溶解过程的局部性或选择性是靠阴极结构、电解液成分和建立小的加工间隙来保证的。我国于50年代末开始进行电解加工枪炮管膛线的研究并很快用于生产，60年代初期，电解加工航空发动机叶片型面及锻模型面的研究及应用得到迅速发展。到60年代末，电解加工技术已成为航空发动机叶片生产的定型工艺。工具阴极工件阳极加工原理示意图在阴极与工件之间保持较小的加工间隙(0.1~0.7毫米)，间隙中通过高速(10~60米／秒)流动的电解液。工件接电源的正极，称为阳极，4.2.1电解加工的特点：1.  凡是导电 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 几乎均可以进行加工，并与被加工材料的硬度、强度、韧性无关，加工后的材料金相组织基本上不发生变化。2.生产率高。复杂立方体型面可以在阴极直线进给一次加工出来，且加工速度可以和电流密度成比例增加，一般地说，在电流为10000安的机床上加工大多数钢的去除速度可达984厘米3/小时。在实际生产中用来打孔或套料时，进给速度可达3-6毫米/分；加工锻模或叶片等型面时，进给速度为0.3-1.5毫米/分。3. 加工质量好。电解加工是用电解方法使金属阳极溶解，而不是用机械方法切削金属，所以不产生切削力引起的种种影响；没有刀具切削痕迹；没有飞边毛剌;可以获得较高的光洁度。加工误差一般可以控制在±0.025—±0.3毫米以内；对于一般中、高碳钢和合金钢，加工光洁度可稳定地达到▽7—▽9，有的合金钢可达到▽10—▽11。4.由于工具阴极在加工过程中不与工件接触，故不产生加工变形和应力，加工薄壁零件效果显著。5.工具阴极没有消耗。由于工具是阴极，它在电解加工过程中的反应仅是析出氢气，而不发生溶解反应，所以不会有消耗（从理论上讲，一个工具阴极可以加工无数多个工件，但实际上由于产生火花，短路等现象而使阴极有所损伤）。6．工装简单，操作方便机械加工和电火花加工相比，电解加工也存在一些不足之处：（1）加工精度不够高。电解加工的精度与被加工零件的几何形状，毛坯余量分布有密切关系。对于形状简单的零件，可采用打孔或套料方式进行加工，阴极侧面做绝缘处理，则加工误差可控制在±0.025—±0.3毫米范围。若形状复杂，如加工叶片型面和锻模型腔时，误差要保持在±0.1毫米也不容易。同时，在某些加工条件下，由于电场、流场不易保证均匀，尖端效应无法克服，故不能加工出清棱清角的工件，如用机械拉削的键槽，根部圆角半径可达0.2毫米，而电解加工的键槽圆角半径一般在0.3mm左右。(2)加工型面，型腔的阴极，其设计制造的工作量较大。这些阴极的外形和尺寸往往还要通过试验来逐步修整，所以当加工复杂形状的零件时，阴极的制造周期较长。(3)要求被加工材料的金相组织均匀，碳化物以高度分散的状态存在，否则就不能获得良好的表面光洁度，如对普通铸铁和渗碳零件加工后的表面光洁度就很不理想。(4)目前绝大多数电解加工用的电解液是食盐水溶液或其它中性盐，如硝酸钠水溶液等。这些水溶液对机床设备都有腐蚀性，因而凡与电解液接触的部分，都要用不锈钢或其它耐腐蚀材料制造。一些机构的表面，如导轨、丝杆等要有防护措施，机床和电源电器要防止电解液蒸气侵蚀。这些都是一般金属切削机床所没有的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，因此往往电解加工机床的造价较高，厂房布局困难，投资较大。4．2．2电极电位、阳极的活化溶解、钝化和超钝化4．2．2．1电极电位一．电极电位的产生电极电位的产生可以用以下的双电层结构加以说明：对活泼金属,有多余的电子而带负电，金属表面薄层有多余的金属离子带正电;对于不活泼金属,金属离子存在于金属晶体中比在溶液中更稳定，金属表面带正电。由于静电的作用，金属离子溶解的速度变慢，最后与金属离子沉积到金属表面的作用达到动态平衡，在靠近金属表面的溶液薄层形成“双电层”。这种产生在金属和它的盐溶液之间的电位差称为金属的电极电位，也称为平衡电极电位。元素的标准电极电位：25℃时，把金属放在此金属离子的有效质量分数为1g/L的溶液中，此金属的电极电位与标准氢电极的电极电位之差，用U0表示。离子质量分数改变时，“能斯特”公式：电解池有电流I通过时，外加在两极上的极间电压U并不等于电解液欧姆压降，即U≠IR。这是因为必须计入金属固体（电极）与电解液两相界面存在的电位差所形成的反电动势，金属和溶液界面上的电位差称为该金属的电极电位。因此，如以Ea表示阳极的电极电位，Ec表示阴极的电极电位，则：U=(Ea-Ec)+IR二、电极的极化和超电压以上所指的电极电位为没有电流通过电解池时的可逆电极反应和平衡电极电位，这时电极两相界面上的物质，电荷交换暂时处于动平衡状态。电解时，由于有电流通过电解池，这种平衡被打破，结果是阳极电位朝正方向偏移，阴极电位朝负方向偏移。这种因电流通过电极时，电极电位偏离平衡值的现象称为电极的极化现象，偏离值就是所谓的超电压（或过电位）。电极极化使阳极电位正向移动（代数值增大）、阴极电位负向移动（代数值减小）。极化后的电极电位与平衡电位的差值成为超电位，电流密度增加，超电位也增加。1、浓差极化ξc在外电场的作用下，如果阳极表面液层中金属离子的扩散与迁移速度较慢，来不及扩散到溶液中去，使阳极表面造成金属离子堆积，引起了电位值增大（即阳极电位向正移），这就是浓差极化。阴极的浓差极化较小。使浓差极化减小的措施（加速电极表面离子的扩散和迁移速度）提高电解液流速以增强其搅拌作用；升高电解液温度等2、电化学（活化）超电压ξa电化学极化主要发生在阴极上，从电源流入的电子来不及转移给电解液中的阳离子，在阴极上积累过多的电子使阴极电位向负移，从而形成电化学极化。阳极上的电化学极化一般是很小的，但当阳极上产生析氧反应时，就会产生相当严重的电化学极化。电化学极化影响因素电化学极化仅仅取决于反应本身，即电极材料和电解液成分，此外还与温度、电流密度有关。温度升高，反应速度加快，电化学极化减小；电流密度愈高，电化学极化也愈严重。3、电阻超电压ξr在电解加工过程中，阳极表面上常常会形成一层阳极膜，电流通过膜要受到阻碍（电阻）。一定大小的电流要通过它，比通过同样厚度的电解液要有更高的电位差，这就是电阻超电压。在某些情况下，这种膜会完全阻止金属离子通过，即阳极溶解的超电压变成无穷大。这时阳极溶解停止，发生完全钝化现象。钝化膜形成的原因：1.成相膜理论阳极表面形成了一层紧密的极薄的由氧化物、氢氧化物或盐等物质组成的覆盖层。2.吸附理论金属表面形成氧的吸附层。氧的吸附作用和致密薄膜层的共同作用造成了钝化现象。综上所述，电极电位可表示成为：E=E0+ξ其中E0：平衡电极电位ξ：极化超电压，为：ξ=ξc+ξa+ξr电极电位理论在研究、分析电解加工中有很重要的作用，具体应用在：在电解加工时，在阴阳两极都有电化学反应，可能参与反应的有电极金属材料、电解液中的有效成分以及水的电离产物H+、OH-。但真正能在电极上完成电化学反应的是什么？需要应用电极电位理论加以分析判断。在阳极上，只有电极电位最"－"的离子才能参与反应。在电解加工时，希望阳极金属的电解过程是均匀的，加工表面的粗糙度值才会比较好，加工过程才能平稳。如果阳极金属材料的组成元素其电极电位相差很大，则在电解加工中会由于一些元素的电极电位较"＋"，而不能及时溶解，使加工表面形成一些凸出点，造成加工表面粗糙度值增大。更为严重的是这种凸出的质点会造成加工过程的短路、烧损电极，甚至使加工无法进行。例如铸铁和高碳钢中有C及Fe3C存在，它们的电极电位高达+0.37V，而Fe/Fe2+的电极电位仅为－0.59V，因此C及Fe3C在电解加工中几乎无法被阳极溶解而最终形成凸出质点，从而造成铸铁、高碳钢甚至渗碳钢的电解加工可加工性很差。电极钝化现象的存在，使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿。从生产率的角度出发人们不希望选用能产生钝化现象的钝化型电解液。但当采用NaCl等非钝化型电解液工作时，虽然生产率很高，但因为杂散腐蚀严重，成形精度较差，严重影响了电解加工的应用。而当采用钝化型电解液加工时，尽管电极工具的非工作面没有绝缘，但当加工间隙达到一定尺寸后，对应的工件表面就会产生钝化膜，可以避免产生杂散腐蚀，提高加工精度，促进电解加工的推广应用。电解磨削、电解研磨等加工方法正是利用了阳极钝化现象，通过钝化膜对金属表面的保护作用，采用机械去除钝化膜的方法，使金属微观表面凸点的钝化膜被刮除，并迅速电解，而低凹处的钝化膜起保护作用，使局部不被电解，最终使金属表面的整平作用加快，可实现精加工。4.2.2.2阳极的活化溶解、钝化和超钝化一、极化曲线电解加工阳极过程最重要的特性曲线是极化曲线（阳极电位Ea——电流密度i）和电流效率η与Ea(或i）的关系曲线。极化曲线显示出电极电位、电流密度、超电压之间的关系，直观地反映出电极极化的规律、特点。下面是几种典型的阳极极化曲线。三种典型的阳极极化曲线曲线Ⅰ：电流密度和金属溶解作用随着阳极电位正向提高而增大。经过阳极溶解后的金属表面上可以观察到受浸蚀的金属结晶组织。这时阳极表面处于活化状态，这种阳极溶解称为活化溶解。例如铁在盐酸中的电化学溶解。曲线Ⅱ：在曲线的AB段，和曲线Ⅰ一样，阳极为活化溶解。AB段称为活化区。阳极电位达到B点后，如继续提高阳极电位，电流会突然下降，金属溶解速度也剧减，到C点电流密度和金属溶解速度达到最低值，甚至于完全停止溶解，这种现象叫钝化现象。BC段称为过渡钝化区，CD段称为稳定钝化区，B点的电位称为临界钝化电位，相应的电流密度叫做临界电流密度。继续使阳极电位向正移，至DE段，电流密度又重新上升。电流重新上升的原因有两种情况，一种是阳极发生超钝化现象，即钝化膜溶解或剥落；另一个原因是阳极电位达到了发生其它电极反应的电位，如OH-放电而析出氧气。曲线Ⅲ和Ⅲ’（图C中的曲线ABDE和ABC’D’E），曲线的AB段也是活化区。在BD或C’D’段，金属表面存在阳极膜，它虽然没有完全阻止，但却控制着金属离子通过，存在一定的电流密度和金属溶解速度。并且电流密度受电极电位变动的影响很小，阳极溶解后的表面往往是平滑而有光泽的。BD或C’D’段称为不完全钝化区或抛光区。电抛光就是利用具有这种极化曲线的金属——电解液体系，例如铜在磷酸中的电抛光。二、影响钝化、活化的主要因素1.金属的性质各种金属的钝化难易和钝态的稳定性有很大差别。铬、钼、镍、铝等最容易钝化。钝化状态也很稳定。钴、铁、铌、钨、钛、锆等也较易钝化。对于铁族金属来说，在同样条件下，镍最容易钝化，其次是钴，最后是铁，铁变为钝化状态比镍困难得多。2.电解液成分和PH值电解液中含有氧化剂时，如碘酸盐、镍酸盐、铬酸盐、氯酸盐（NaClO3），硝酸盐（如NaNO3)等都能促使金属钝化。溶解于电解液中的氧（包括OH-离子和阳极放电析出的氧）也显著地起钝化作用。电解液中含有氯离子和其它卤素离子时，则常常起相反的作用，即阻止金属钝化或促使状态的金属活化。由于氯与大多数金属的亲合力比氧大，可以取代氧化膜中的氧而生成金属氯化物，而这种氯化物一般都溶于水，于是使氧化膜不易生成。另外，氯离子还可以直接参加电极反应，起活化作用。下列几种电解液的氧化能力按顺序减少：Na2Cr2O7>NaNO3>NaClO3>NaCl下列几种阴极离子对钝化态电极有不同程度的活化能力，其顺序为：Cl->Br->I->F->ClO4->OH->SO4-2三、超钝化出现超钝化现象的解释有如下几种说法：1.阴离子侵入作用：离子侵入膜层，能传导金属离子。2.机械作用：阴离子的积聚产生的排斥力使氧化膜破裂。3.离子置换作用：被吸附的阴离子(Cl-、NO3-、ClO3-等）能够取代氧化物（如氧化铁）晶格上的氧离子。当足够的氧离子被来自电解液的阴离子置换时，氧化物的结晶就被破坏并溶解。4.高价铬离子的生成：当阳极电位达到超钝化区域时，可能生成可溶的高价含氧离子，氧的吸附可能不仅不阻止阳极反应，反而会促使高价离子的生成。4.2.2.3电解加工过程中的电极反应以在NaCl溶液中加工碳钢为例：1.阳极反应平衡电位（伏）FeFe+2+2e-0.48Fe+2+2OH-Fe(OH)2Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3-0.364OH-O2+2H2O+4e+0.81Cl22Cl-+2e+1.362.阴极反应2H++2e2H-0.424.2.3电解加工中的一些基本计算4.2.3.1加工速度和电流效率一.加工速度加工速度的表示方法有两种:1.体积加工速度;2.线速度(进给速度)1.体积加工速度理论去除量：V0=ωIt其中ω称为元素的体积电化当量。ω=A/nFγ(A—原子量；n—原子价；F—法拉弟常数，约为96500库伦/克当量；γ—元素密度）；I：电解电流强度t：电解加工时间实际体积去除量:V=ηV0=ηωItη=(实际去除量/理论去除量)×100%实际体积加工速度:υ=V/t=ηωI2.线加工速度(进给速度)υl=ηωI/s=ηωi合金体积电化当量:教材表4-5，一些常见的电化学当量。当电解液的电导率为，阴极与工件之间的间隙为时，则两电极间存在的电解液电阻为R=Δ/σs外加电压U与电极电位、电解液欧姆压降的关系为U=(Ea-Ec)+IR若令δE=Ea-Ec,则欧姆压降UR=U-δE=IR由此可求出电流与电流密度,即:I=UR/R=σ.s.UR/Δ最后得到电解加工的线进给速度:υl=ηωσUR/Δ4.2.3.2加工间隙1.端面平衡间隙若阴极进给速度为υc,当进给速度等于阳极溶解速度时,加工间隙达到平衡,这时的间隙值即为平衡间隙.即:η.ω.σ.UR/Δb=VcΔb=η.ω.σ.UR/Vc一般地,平衡间隙取Δb=0.12～0.8mm,常用值Δ=0.25～0.3mm。2.法向平衡间隙Δn如图所示：Vn=Vc.Cosθ法向平衡间隙:Δn=ηωσUR/(Vc.Cosθ)=Δb/Cosθ由此可见，法向平衡间隙Δn比端面平衡间隙大1/Cos倍。用Cosθ法设计阴极（图解法）从工具曲线上任意一点A1引一条法线及一条与进给方向平行的直线，在这条平行直线上取A1C1=△b,从C1点作A1C1的垂线，它与法线交与B1，A1B1就是法向间隙△b/cosθ1,按此方法作得B2B3等点，连接起来就是工具阴极曲线。3.侧面间隙Δs由阳极溶解速度公式,有:两边积分:求得:4.加工间隙的过渡过程当电极以恒速度Vc进给时,加工间隙的过渡公式为：dΔ=(υa-υc)dt把υa=η.ω.σ.UR/Δ,υc=η.ω.σ.UR/Δb,代入dΔ=η.ω.σ.UR(1/Δ-1/Δb).dt=η.ω.σ.UR/Δb(Δb/Δ-1)dt=υc.(Δb/Δ-1).dt两边积分得：此式建立了在不同间隙下，间隙随进给时间（加工时间）或间隙随进给量（加工余量）之间的关系。电解加工自动进给系统一般是均匀等速的进给速度，它的大小是事先设定的。进给速度的大小与端面平衡间隙有直接关系（双曲线关系），而端面平衡间隙又直接影响到阴极形状（成形加工时）。在正常电解加工时，主要依照电流的大小来进行控制，但在电极开始进入或即将退出工件时，由于加工面积的变化，则不能按照电流的大小进行控制。电火花加工的自动进给控制系统的目的是保证某一设定加工间隙（放电状态）的稳定，它是按照电极间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线来工作的，它的进给速度不是均匀等速的。之所以形成这种不同的进给特性，主要是电解加工中存在平衡间隙，进给速度大，平衡间隙变小。在进给方向、端面上不易短路；而电火花加工中不存在平衡间隙，进给速度稍大于蚀除速度，极易引起短路，所以必须调节进给速度以保证放电间隙。例：图示为叶片加工示意图。毛坯为方料，从叶背型面测出在进给方向的最高与最低点相差δ0=6.20毫米，如果要求型面精度为0.20毫米,并用0.25毫米平衡间隙进行加工，试求方料的最小余量。解:考虑到最高点处加工开始时很快便进入平衡间隙,故假设最后高点的初始间隙即为平衡间隙Δb。最高点处的间隙从加工开始到加工结束时的间隙恒为Δb，最大误差必然发在最低点处，故在确定初始间隙Δ0时，取最低点处的初始间隙。即：Δ0=Δb+δ0=0.25+6.2=6.45加工结束后,最低点处的加工间隙为:Δ=Δb+δ=0.25+0.2=0.45把以上间隙值代入间隙过渡过程计算公式最小余量:Hmin=L-(δ0+Δb)+(δ+Δb)=L-(δ0-δ)=0.86(mm)4.2.3.2阳极产生钝化时的加工速度与加工间隙上面探讨了当阳极不产生钝化时的加工速度与加工间隙的各种关系，这些关系适合NaCl一类的活性电解液。如果采用Na2NO3等一类钝性电解液，阳极将发生钝化，相应的计算公式必须作出适当的修正。一、阳极产生钝化时的加工速度图示为采用20%Na2NO3水溶液加工几种碳钢和铸铁的加速度与电流密度关系的实验曲线。从图上可以看出，加工速度与电流密度的关系是一条不通过座标原点的近似直线，这个近似关系可表示为：υl=ηω(i-ia)式中：ia—临界（或切断）电流密度；ia的存在可以被认为与钝化膜的形成与破坏现象有关，意味着电流密度在ia值以下时，加工速度等于零，因而可以大大减少超切量和杂散腐蚀，这对提高电解加工精度能起到重大作用。同时，当采用钝性电解液时，ηω不再是常数，ηω随电流密度而变化，因此加工速度与电流密度不再是直线关系而是曲线关系。二、阳极产生钝化时的加工间隙当阳极产生钝化膜时，将产生超电压，包括电极极化超电压δE和电阻超电压ξ。设钝化膜电阻为RS，它是电流密度的函数，加工间隙可以写成：要使用以上公式，首先必须掌握RS的变化规律，实验结果表明，当采用NaNO3溶液加工碳钢时，电阻RS与电流的回归关系如下:RS=a/ib式中：a、b为常数，与电解液和工件材料有关。a的取值范围为：1.8～3.4；b的取值范围为：0.67～1.0；三、加工速度与加工间隙的关系把切断电流ia、电阻电压、极化电压均考虑在内，可以得到加工间隙和加工速度的关系。由上式可以看出，加工间隙与加工速度为双曲系。令上式的加工速度，可求出这时的间隙值：Δa称为临界（或切断）间隙；用NaNO3水溶液碳钢时，切断间隙大约在0.36～0.8mm之间。4.2.4电解液选择4.2.4.1电解液的作用和基本特性要求一、电解液的作用1.作为金属（工件）在外电场作用下进行电化学反应（阳极溶解）的介质；2.排除间隙间的电蚀产物；3.带走电解过程中产生的热量；二、对电解液的要求1.电解液必须是强电解质水溶液；2.电解液中的金属离子应不沉积在阴极上；3.电解液中的负离子应当具有较高的正值标准电极电位；4.阳极反应的最终产物如金属离子和电解液中的氢氧根离子应形成不溶性的氢氧化物，以便清理。但在一些特殊场合，如加工深小孔时，为避免加工间隙中出现沉淀物而影响加工过程，要选用酸性溶液；5.具有较好导电率和较低的粘度；6.性能稳定；7.对机床腐蚀性小；8.价廉易得。三、电解液的特性1.电流效率图为三种电解液、NaNO3、NaClO3的ηη—i关系曲线。由阳极溶解线速度计算公式：容易看到，NaCl电解液的η值恒为1，这类电解液同时也称作线性电解液；而NaNO3、NaClO3η值随电流密度i变化而变化，这类电解液成为非线性电解液。2、散蚀能力或非线性特性散蚀能力指的是能使大间隙处阳极表面产生显著溶解（或腐蚀）的能力。对于NaCl一类的电解液，由于其电流效率η几乎与电流无关，接近100%，所以在大间隙处，即使电流密度很小，也会使阳极材料发生一定程度的溶解，因而散蚀能力大。因此，线性电解液液成为活性电解液。而像NaNO3、NaClO3一类的电解液，因在电流密度较小的大间隙处电流效率很低，所以阳极溶解量甚微，因此散蚀能力小。非线性电解液也称为钝性电解液。以下图形为两种不同电解液加工型腔的最终结果示意图电解液的流向及流速流向：正向流动、反向流动和横向流动。4.2.4.2　　电解液流场设计流速：由电解液泵的出口压力决定，一般为10m／s。电流密度大时，流速应适当调高。改变出水口的形状可以消除死水区。4.2.5　　提高电解加工复制精度的途径1.混气电解加工作用：1、增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，使电解液向非线性方向转化。2、降低电解液的密度和粘度，增加流速，均匀流场。2.　采用钝性电解液作用：采用混合电解液，如采用NaNO3、NaClO3一类的非线性电解液，或采用低浓度的电解液。三、脉冲电流电解加工作用：1、消除加工间隙内电解液电导率的不均匀化。2、使得阴极在电化学反应中析出的氢气是断续的，呈脉冲状，它可以对电解液起搅拌作用，有利于电解产物的去除，提高电解加工精度。四、小间隙电解加工（以整平加工为例）4.2.6　电解加工实例南航刘志东主编**南航刘志东主编**4.2.7电解磨削和电解研磨加工电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工，又称电化学磨削,英文简称ECG。电解磨削是20世纪50年代初美国人研究发明的。磨削时，两者之间保持一定的磨削压力，凸出于磨轮表面的非导电性磨料使工件表面与磨轮导电基体之间形成一定的电解间隙(约0.02～0.05毫米)，同时向间隙中供给电解液。在直流电的作用下，工件表面金属由于电解作用生成离子化合物和阳极膜。这些电解产物不断地被旋转的磨轮所刮除，使新的金属表面露出，继续产生电解作用，工件材料遂不断地被去除，从而达到磨削的目的。电解磨削工作液一般采用硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾等成分混合的钝性电解液，不同的工件材料所用电解液的成分也不同。导电磨轮由导电性基体(结合剂)与磨料结合而成，主要为金属结合剂金刚石磨轮、电镀金刚石磨轮、铜基树脂结合剂磨轮、陶瓷渗银磨轮和碳素结合剂磨轮等。　电解磨削适合于磨削各种高强度、高硬度、热敏性、脆性等难磨削的金属材料，如硬质合金、高速钢、钛合金、不锈钢、镍基合金和磁钢等。电解磨削的效率一般高于机械磨削，磨轮损耗较低，加工表面不产生磨削烧伤、裂纹、残余应力、加工变质层和毛刺等，表面粗糙度一般为Rα0.63～0.16微米，最高可达Rα0.04～0.02微米。　　一、电解磨削的工艺特征1.电解过程去除主要毛坯余量，机械磨削刮除钝化膜。2.电解磨削工作液必须选用钝化性电解液。二、电解磨削的特点1.加工范围广，加工效率高。电解磨削的加工效率高出普通机械磨削加工的效益3～5倍。2.综合了机械磨削的高精度和电解加工的高效率和高光洁度。3.砂轮磨损量小。4.2.8电铸加工一、电铸加工的特点1.能准确、精密地复制复杂型面和细微纹路。2.能获得尺寸精度高，同一原模生产的电铸件一致性极好。3.适应性广泛。二、电铸加工的主要应用实例1.复印精细的表面轮廓花纹。如唱片、工艺美术品模等。2.电铸模具型腔制造。三、电铸加工的主要工艺要点1.原模表面处理对金属原模做表面钝化处理，以便于电铸后脱模，对非金属原模，需对原模表面做导电化处理。1）表面涂敷；2）真空镀或阴极贱射（离子镀）；3）化学镀。2.电铸过程电流密度不易过大，一般每小时的电铸层厚变为0.02～0.5mm。3.衬背处理4.脱模1）机械锤击；2）加热或冷却胀缩分离；3）撬动剥离；4）加热溶化；5）化学溶解5.干燥清洗电铸加工实例