Tài liệu Gia công điện pptx

Quá trình gia công điện hóa là một quá trình hòa tan anod điện hóa, trong đómột dòng điện một chiều có cường độ cao và điện áp thấp chạy qua giữa chi tiết đượcnối với cực dương và dụng c

Gia công điện

CHƯƠNG 4

GIA CÔNG ĐIỆN 4.1 GIA CÔNG ĐIỆN HÓA

4.1.1 Mô tả chung về nguyên lý gia công.

a Nguyên lý gia công.

Phương pháp gia công điện hoá (Electric Chemical Machining - ECM) dựa trên

cơ sở định luật điện phân của Faraday

Quá trình gia công điện hóa là một quá trình hòa tan anod điện hóa, trong đómột dòng điện một chiều có cường độ cao và điện áp thấp chạy qua giữa chi tiết (đượcnối với cực dương) và dụng cụ điện cực (nối với cực âm của nguồn) Hai điện cực đềuđược đặt trong bể dung dịch điện phân Tại bề mặt anod, kim loại được hòa tan vàocác ion kim loại và chi tiết sẽ được sao chép hình dạng của dụng cụ điện cực

Chất điện phân luôn luôn chảy qua khe hở điện cực với vận tốc cao (thường lớnhơn 5m/s)

Khi đóng mạch điện và các điều kiện điện phân được chọn hợp lý, dòng điện điqua bể có tác dụng làm hòa tan kim loại ở anod với một lượng được xác định theođịnh luật Faraday Trong khi gia công, thông thường điện cực được cho tiến về phíachi tiết (anod) nhưng luôn đảm bảo tồn tại một khe hở nhỏ

Quá trình điện phân kéo theo sự hòa tan anod và thoát khí hydro ở catod.Lượng chất kết tủa hoặc hòa tan do điện phân tỷ lệ với lượng điện chạy qua

Lượng các vật chất kết tủa hoặc hòa tan bằng lượng điện tương đương, tỷ lệ vớithành phần hóa trị của chúng (với hợp kim có nhiều nguyên tố khác nhau)

Biểu thức của định luật 1:

m = F / Kit (4.1)

Trong đó:

m: lượng kim loại hòa tan (g)

I: cường độ dòng điện (ampe)

t: thời gian (giờ)

F: hằng số Faraday lượng điện cần thiết để hòa tan 1 đương lượng gamcủa kim loại, F = 96496 colomb

K: đương lượng điện hoá tức khối lượng của chất (tính bằng mg) đượcgiải phóng khi có một điện lượng 1 coulomb đi qua dung dịch điệnphân

Định luật Faraday 2

Các đương lượng điện hoá tỷ lệ với đương lượng gam của các chất được giảiphóng trong quá trình điện phân Đương lượng gam bằng tỷ số giữa trọng lượngnguyên tử A và hóa trị n

Vậy:

K = (1 / F) (A/n) (4.2)Đơn vị: K = g/A s; g/a ph = mm3/A.s; mm/A.s

Công thức của định luật hợp nhất :

m = (1 / F) (A/n) It = KIt (4.3)

Trong thực tế, khi gia công kim loại không tinh khiết hoặc hợp kim của chúnggồm nhiều nguyên tố khác nhau (ví dụ thép hợp kim) thì đương lượng điện hoá củachúng được xác định một cách tương đối theo các thành phần hợp kim như sau:

(g/A.s)n

KnP

2K2

P1K1

theùp

K

++

Bơm sẽ bơm chất điện phân (xuyên qua khe hở gia công) ở vận tốc cao (5–50m/s) đẩy kim loại hòa tan, khí và hơi nóng ra khỏi khe hở gia công

Gia công điện hóa là một phương pháp gia công mới và có một số ưu điểm màcác phương pháp gia công truyền thống không thể có

Độ chính xác gia công và tốc độ hớt kim loại cao với mật độ dòng rất lớn từ 10– 100 A/cm2 nhưng điện áp khá thấp (8 – 30V) Phải luôn đảm bảo một khe hở nhỏtrong suốt quá trình gia công (khoảng 0,1 mm), bằng cách cho điện cực dụng cụ tiến

về phía bề mặt anod với vận tốc khoảng 0,1 – 20 mm/ph

Giá trị dòng điện sử dụng trong gia công điện hóa phụ thuộc vào các thông số

và kích thước của bề mặt chi tiết cần gia công

Trên hình 4.1 là sơ đồ nguyên lý của phương pháp gia công điện hóa

Nguồn 1 chiều từ 2-30V

Chạy dao đều

Trao đổi nhiệt

Lọc Bơm

Chất điện phân Cặn

Chi tiết

Bảo vệ ngắn mạch

Bàn máy

P vào vàovào vào

P ra vàovào vào Cách điện

Van chặn

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp gia công điện hóa.

Hình 4.2 Mô tả quá trình cắt trong gia công điện hóa.

Các oxit trên mặt anod có tác dụng hạn chế quá trình gia công, hiện tượng nàyxảy ra đối với hầu hết kim loại dùng trong công nghiệp, nó phụ thuộc vào mật độdòng điện, nhiệt độ và thành phần chất điện phân Quá trình hạn chế này có thể dùngtốc độ dòng chảy lớn của dung dịch điện phân để ngăn cản

Tốc độ đẩy tới của điện cực phải thích hợp với lượng vật liệu lấy đi

Vật liệu được lấy đi trong quá trình gia công được xác định theo định luậtFaraday:

Trong đó:

VD: năng suất lấy nguyên liệu

A: khối lượng nguyên tử

n : hóa trị của anod

I: cường độ dòng điện

γ: tỷ trọng (g/cm3)

Lưu ý: đối thép hợp kim thì chỉ tính gần đúng

Những đặc trưng gia công của quá trình gia công điện hóa:

- Tốc độ gia công không phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công mà chỉphụ thuộc vào bản chất vật liệu gia công

- Độ chính xác gia công phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của

- Độ nhám bề mặt tốt (với kim loại thông thường), Ra = 0,1 – 2,5mm

- Mức tiêu thụ điện áp tương đối cao (khoảng 200 – 600 J/mm3) và phụ thuộcvào tính điện hóa của vật liệu gia công

b Quá trình ECM lý tưởng.

Mô hình gia công điện hóa đơn giản nhất, thường gọi là quá trình ECM lýtưởng, có các đặc điểm sau:

- Định luật Ohm được áp dụng trong toàn bộ khe hở trên bề mặt của điện cực

- Tính dẫn điện của môi trường trong khe hở điện cực là hằng số cả về thờigian lẫn không gian

n96500

60AID

V

γ

- Tại mỗi điện cực, điện thế luôn cố định trên toàn bộ chu vi bề mặt và trongsuốt thời gian gia công.

- Mật độ dòng điện cho việc hòa tan anod luôn bằng nhau tại mọi điểm trên

bề mặt chi tiết gia công

c Quá trình ECM không lý tưởng.

Tuy nhiên, trong thực tế quá trình gia công điện hóa không bao giờ lý tưởng

Do tốc độ hớt kim loại phân tán trên bề mặt chi tiết có hình dạng khác nhau thì khácnhau (dòng điện của phương pháp gia điện hóa trong thực tế thì tỉ lệ nghịch với kíchthước lỗ trống) và những bề mặt có hình dạng khác nhau này là do việc thiết mẫu đúc

Hydro thoát ra từ điện cực dụng cụ tạo thành một lớp có hai pha (gồm bọt khíhydro và chất điện phân), khi đạt tới một điều kiện nhất định lớp này có thể lấp đầytoàn bộ lỗ trống gia công

Khi gia công điện hóa những chi tiết lớn, kéo theo sự mở rộng của khe hở điệncực, do vậy, bọt khí phát sinh tại dụng cụ điện có thể lan ra khỏi bề mặt gia công vàchúng hòa trộn với dung dịch điện phân Nếu quá trình này kéo dài, có thể làm giảmbền dung dịch điện phân trong khe hở gia công, phát sinh va đập và cuối cùng quátrình gia công sẽ bị ngừng lại

Dòng điện đi qua dung dịch điện phân làm phát sinh nhiệt lượng Môi trườnggần catod sẽ mất dần tính dẫn điện do nhiệt tăng lên

4.1.2 Dụng cụ và dung dịch điện phân.

a Điện cực dụng cụ (anod).

Vật liệu chế tạo dung cụ

- Điện cực chế tạo dụng cụ phải có tính dẫn điện cao, độ bền chống rỉ tốt Vídụ: đồng thau, thép không rỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim titan, grafit…

- Thép không rỉ dùng làm dụng cụ để gia công cách tuốc bin thủy điện, máynén khí, các khuôn dậy

- Hợp kim dùng làm các ống vỏ mỏng dể làm dụng cụ mở lỗ sâu

- Grafit dùng để làm dụng cụ dạng đĩa quay tròn trong sản suất đơn chiết hayloạt nhỏ

Phương pháp tạo hình các điện cực dụng cụ.

Để tạo biên dạng các dụng cụ ta dùng các phương pháp sau đây:

- Gia công cắt gọt

- Đúc chính xác

- Dập

- Mạ chất dẻo, phun kim loại…

Đối với dụng cụ định hình biên dạng của chúng có khác với biên dạng của chitiết gia công, do đó để tăng độ chính xác của dụng cụ phải thiết kế biên dạng theophương pháp đồ thị và phương pháp giải tích (thiết kế dao tiện định hình)

Việc chọn các thông số hình học và sự phân bố các khe, các lổ trên bề mặt làmviệc của dụng cụ cần phải xác định bằng kinh nghiệm sao cho dòng chảy của dungdịch điện phân vào vùng gia công thuận lợi, không bị rẽ dòng.

Một số điện cực thường dùng:

Phủ chất cách điện tại những bề mặt không làm việc của dụng cụ.

Mục đích của việc làm này là nhằm bảo đảm cho quá trình hòa tan anod tại cácđiểm cần thiết được tốt, bảo đảm cơ tính cao, cách điện tốt, chịu nhiệt và chịu ẩm vìchiều dày lớp phủ rất mỏng (0,02 - 5mm)

Độ nhấp nhô bề mặt làm việc của dụng cụ có Ra< 1,6µm

Trên bảng 4.1 là một số thông số của các vật liệu dùng làm điện cực

Bảng 4.1 Một số thông số của vật liệu dùng làm điện cực.

Keo epôxyNotacryl

0,3 ÷ 0,350,1 ÷ 0,30,2 ÷ 0,5

Tẩy bavia, gia công các mặt định hình, các lỗ có đường kính lớn

Nhựa polyurêtanCaprolonCao su tectolitEbonit

0,1 ÷ 0,20,1 ÷ 0,20,5 ÷ 50,5 ÷ 5

Tẩy bavia, gia công các bề mặt có kích thước lớn

0,02 ÷ 0,050,08 ÷ 0,20,08 ÷ 0,2

Mở rộng lỗ đường kính nhỏ

b Dung dịch điện phân.

Hình 4.3. Một số điện cực thường dùng

Tác dụng của dung dịch điện phân.

Vai trò quan trọng của dung dịch điện phân là tạo sự di chuyển các ion giữaanod và catod Ngoài ra các ion của dung dịch điện phân còn tham gia tích cực vàocác phản ứng điện cực Dung dịch điện phân sử dụng để hòa tan kim loại của chi tiết(anod) do đó thành phần của nó phải chọn đúng để tránh khả năng tạo các chất khônghòa tan, gây ra sự trơ hóa bề mặt của chi tiết Vì vậy sự tồn tại của các ion hoặc nhómion trong dung dịch điện phân phụ thuộc vào các tính chất của nó

Phản ứng điện cực xảy ra ở catod vì vậy cần phải nghiên cứu sự phóng các ion

đã nạp điện, chúng không được kiềm chế quá trình hòa tan anod Trên catod không có

sự kết tủa các ion kim loại có trong dung dịch điện phân vì nó làm thay đổi hình dángcủa catod và gây ra sai số hình dáng chi tiết

Do đó các cation của dung dịch điện phân không được là kim loại vì chúng tạođiều kiện cho sự kết tủa trên dụng cụ (có vật liệu là thép hoặc đồng…) Thông thườngcác cation là hydro, kiềm như natri, kali, …

Tính chất của dung dịch điện phân.

- Khi gia công điện hóa mật độ dòng điện phải ổn định để tránh sự thất thoát

về năng lượng Các dung dịch điện phân phải có tính dẫn điện, dẫn nhiệtcao đồng thời nhiệt độ sôi của chúng phải cao để tránh bị sôi khi gia công

- Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của dung dịch điện phân đều rất thấp so với kimloại do điện trở của dung dịch điện phân cao, vì vậy mật độ dòng phải cao

- Dung dịch điện phân sẽ bị đốt nóng dẫn đến sự phân cực các điện cực nêncàng đốt nóng thêm dung dịch điện phân

- Độ nhớt của dung dịch điện phân thấp sẽ làm cho sự di chuyển của các ioncao hơn do đó nâng cao tính dẫn điện của dung dịch điện phân

Bảng 4.2 Các tính chất của dung dịch điện phân thường dùng.

Dung

dịch điện

phân

Độđậmđặctheotrọnglượng

Tỷtrọng(g/cm3)

Độ dẫnđiện(104.Ω-

1.cm-1)

Nhiệtdung(cal/grad)

Tính dẫnnhiệt(Kcal/m

g.grad)

Độnhớtđộnghọc(cts)

Độnhớtđộnghọc(.s/m2)

Độ hòatanhydrotheo thểtích (g)

Clorua

-natri

NaCl

5101520

1,03451,07071,10871,147

372121116421957

0,9450,901

0,497

1,051,111,171,34

0,0850,1900,300,535

1,51,21,10,9

0,9370,907

0,5270,539

1,271,68

1,341,86

1,20,9

Một số dung dịch điện phân thường dùng cho thép và hợp kim cứng.

Do thành phần của thép và hợp kim cứng có nhiều yếu tố khác nhau do đókhông thể có dung dịch điện phân chung cho tất cả các loại vật liệu, vì vậy đối vớimỗi loại vật liệu ta cần phải tính toán và chọn lựa loại dung dịch điện phân thích hợp

Trong thực tế đối với mỗi nhóm vật liệu (ví dụ: thép trên cơ sở Fe, Ni…) ta cóthể dùng một loại dung dịch điện phân

Thép trên cơ sở Fe: trong quá trình gia công thép trên cơ sở Fe bằng phươngpháp điện hóa ở anod thoát ra rất nhiều ôxy, do vậy khi có điện thế thấp sẽ thấy xuấthiện các oxit và quá trình hòa tan anod bị chậm lại

Để tránh sự trơ hóa các anod, hiệu quả nhất người ta dùng các clorua làm dungdịch điện phân Ví dụ: clorua natri để tạo FeCl2 (đối với Fe2+) và FeCl3 (đối vớ Fe3+)

Vì vậy clorua natri là thành phần cơ bản dùng để gia công thép nhóm Fe và Ni,ngoài ra có thể dùng clorua kali nó làm tăng tính dẫn điện của dung dịch điện phânnhưng rất đắt

Qua thí nghiệm với thép có 0,2% C cho thấy rằng nếu ta thêm 3÷10% NaClvà6% H2SO4 vào dung dịch điện phân thì tốc độ hớt kim loại sẽ tăng (FeSO4 và Fe2SO4

tăng nhanh nhất là đối với Fe2+ nhưng độ bóng thấp < 4µm) Nếu dùng HCl 1÷2%trong dung dịch điện phân, tốc độ hòa tan anod tương đương với H2SO4 nhưng độnhấp nhô <2µm

Hợp kim trên cơ sở Ni

Đối với loại hợp kim Cr-Ni có thể dùng dung dịch 6% H2SO4 và 3÷10% NaCl,

độ nhấp nhô đạt 3,5µm trong khi đó đối với thép C là 4µm Kết quả tương tự khi dùngHCl

Nếu dùng dung dịch điện Nitrit kali 15% NaCl 6÷10%, clorua amôn (NH4Cl)

3÷10% độ nhấp nhô có thể đạt thấp nhất 2µm

Nếu dùng 4% NaCl + 6% NaSO4 độ nhấp nhô sẽ cao

Nếu dùng Nitrat natri (NaNO3) pha với NaCl đúng tỉ lệ thích hợp thì bề mặt giacông sẽ bằng phẳng, tại các mép không bị lồi lõm

Hợp kim Titan

Các chi tiết khi gia công điện hóa trên bề mặt hình thành một lớp màng oxitmỏng, nó cản trở việc hòa tan anod Để phá hủy lớp rỉ này có thể dùng dung dịch điệnphân clorua ở điện áp U = 12V hoặc bằng dung dịch brômua và iốt với điện thế thấp

Để gia công titan cần có điện áp tương đối cao U = 40V nhưng với điện thế này

sẽ xảy ra sự phóng tia lửa điện do đó bề mặt nhấp nhô cao

Dung dịch điện phân có NaCl và HCl, điện áp thấp, độ nhám tốt hơn nhưngxuất hiện điểm rỉ

Hợp kim Vonfram (dùng để chế tạo khuôn dập và dụng cụ cắt):

Dung dịch điện phân kiềm mạnh sẽ hòa tan WC, thường là sút NaOH hoặccacbonat natri NaCO3, coban sẽ bị hòa tan trong dung dịch điện phân gốc amin nhưtrietanolamin hoặc ete của axit tactrit COOH-CHOH-COOH tạo thành CoCl2 (CoCl2,

H2O) clorua coban để đạt độ nhấp nhô Ra = 0,25µm Nên dùng dung dịch điện phân:

Thời gian sử dụng dung dịch điện phân

Trong quá trình gia công điện hóa dung dịch điện phân dần dần sẽ bị thay đổithành phần, khí H2 bốc hơi làm cho tính dẫn điện kém đi, độ pH tăng tức tính kiềmtăng

Mặt khác do sự hình thành kết tủa làm tăng độ nhớt và giảm sự hòa tan anod,tất cả các thay đổi này sẽ rút ngắn thời gian sử dụng dung dịch điện phân Vì vậy nên

sử dụng phân theo định kỳ và có các biện pháp xử lý dung dịch điện để tiếp tục sửdụng

Các phương pháp xử lý khôi phục dung dịch điện phân.

- Làm sạch bằng cách lọc các chất kết tủa, các chất không hòa tan vì chúngcản trở quá trình gia công

- Dùng phương pháp ly tâm để loại các chất không hòa tan

4.1.3 Các thông số và khả năng công nghệ.

a Năng suất gia công.

Năng suất gia công được tính bằng lượng nguyên liệu được lấy đi trong mộtđơn vị thời gian (VD, cm3/phút), tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, như đã xác địnhbằng định luật Faraday Tốc độ tiến e của điện cực cũng được coi là năng suất(cm/phút)

e = K.I/F = K.s (cm/phút) (4.6)Trong đó:

F: diện tích bề mặt của catod (cm2)

Hình 4.5 cho thấy quan hệ giữa tốc độ tiến dụng cụ và mật độ dòng điện

Hình 4.5 Quan hệ giữa tốc độ tiến của dụng cụ và mật độ dòng điện.

Đồ thị trên hình 4.5 có thể áp dụng trong gia công thép và thép hợp kim

Điện áp

Định luật Ohm cũng áp dụng với dung dịch điện phân

96500

R

U U F X

I = δ =

Hình 4.4 Các máy gia công ECM thường được sử dụng

trên thế giới

đã được điều chỉnh trước, nếu mật độ dòng điện không đổi thì cường độ dòng điện tấtnhiên phải thay đổi.

Khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân.

Dòng điện đi qua dung dịch điện phân sẽ sinh nhiệt và làm tăng nhiệt độ củachất điện phân, do đó khả năng dẫn điện tăng, năng suất cũng tăng theo (hình 4.6)

Hình 4.6 Quan hệ giữa khả năng dẫn điện của dung dịch (X) và nhiệt độ (t).

Khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân (X) biến đổi theo nhiệt độ vớinồng độ muối NaCl khác nhau Cần phải hạn chế sự phát nhiệt này bằng cách làm mátdung dịch điện phân và cho dung dịch lưu thông nhanh hơn Cáng tăng tốc độ dòngchảy thì càng tăng mật độ dòng điện, nhưng hydro được tách ra từ dung dịch, đẩ dungdịch ra khỏi khe hở điện cực, do đó mật độ dòng điện chỉ có thể tăng lên đến một giátrị nào đó phụ thuộc vào điện áp (hình 4.7)

(4.8)

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Hình 4.7 Quan hệ giữa mật độ dòng điện (s) và lưu điện (q) của dung dịch

Nguyên liệu của điện cực không đóng vai trò quan trọng Điều quan trọng làphải dẫn điện tốt và chống ăn mòn trong dung dịch acid Thông thường dùng vật liệubằng đồng hoặc vật liệu không rỉ

b Độ chính xác gia công.

Trong quá trình gia công, giữa chi tiết gia công và mặt đầu của điện cực tồn tạikhe hở (δh)

Trong trường hợp khoan lỗ cụt, thì khe hở mặt đầu ảnh hưởng đến độ chính xác

và độ sâu của lỗ Với tốc độ tiến không đổi của điện cực thì khe hở là hàm số củađiện áp:

δh = k.x/e.U (4.10)Trong thực tế quan hệ của chúng được thể hiện theo hình 4.8

0 20 40 60 80 100

0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5

9,6 V 9,94 V 11,16 V

s (A/cm3)

q (l/ph)

Hình 4.8 Quan hệ giữa điện áp và khe hở mặt đầu (δh) của điện cực với tốc độtiến của điện cực (e) khác nhau (vật liệu gia công là thép C45, K = 2,2 mm3/A.ph).

Có thể thấy rằng đồ thị không phải là đường thẳng do ảnh hưởng của nhữngyếu tố khác (như dòng chảy) Có thể rút ra kết luận rằng, bằng cách nâng tốc độ tiếnđiện cực thì có thể giảm sai số của khe hở, tức là giảm sai số gia công, thậm chí có thểnâng điện áp để làm khe hở trở nên không đổi

Dòng điện không những chỉ đi qua khe hở mặt đầu, mà còn ở khe hở giữathành trong của lỗ và mặt bao qanh điện cực Ở khe hở này thì tác dụng điện hóa xảy

ra chậm hơn Tốc độ hòa tan tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa các bề mặt của điệncực Do đó trường hợp gia công lỗ bằng điện cực hình trụ thì đường sinh của lổ códạng parabol (4.9)

Hình 4.9 Hình dạng của lỗ gia công bằng điện hóa.

Kích thước của khe hở trên sẽ là hàm số của độ sâu lỗ như trình bày trên hình4.10

0,4 0,3 0,2 0,1

Hình 4.10 Quan hệ giữa khe hở điện cực và độ sâu lỗ (h) với các tốc độ tiến

dụng cụ (e) khác nhau

Nguyên liệu gia công: thép C45, K= 2,2mm3/A.phút, dung dịch NaCl,

X28 = 80.103 cm, U = 17 V

Từ đồ thị trên, nhận thấy rằng nếu tăng tốc độ tiến điện cực thì có thể giảm sai

số hình dáng Sai số hình dáng có thể hạn chế bằng cách tạo hình điện cực một cáchphù hợp Nếu bọc cách điện ở chung quanh cho đến cạnh của mặt đầu, thì có thể ngănchặn sự hòa tan ở mặt bên, lỗ sẽ có đường sinh song song Hình dạng phổ biến nhưtrên hình 4.9, trong đó đường kính ngoài của ống nhựa cách điện phải nhỏ để khôngcản trở sự lưu thông của dung dịch Bán kính vê tròn chu vi ngoài của mặt đầu là 0,13– 0,18 mm

Hình 4.11 Hình dạng lỗ được gia công điện hóa bằng điện cực bọc cách

điện mặt bao quanh

Mặt đáy của lỗ không bao giờ bằng phẳng mà có ụ nổi lên, nếu muốn làm nhẵncần có một bước gia công riêng

Trong trường hợp gia công lỗ có tiết diện thay đổi, thì không dùng điện cực cóbọc cách điện Ở đây khoảng cách điện cực phụ thuộc rất nhiều vào các thông số hìnhhọc và các thông số khác, do đó trong thực tế không thể chuẩn bị trước một điện cựcđược tạo hình theo đúng kích thước và hình dáng của lỗ cần được gia công, mà phảitạo hình điện cực bằng thực nghiệm Phương pháp này khá tốn kém, nên chỉ trong sản

0 1 2 3 4

δ (mm)

e=0,6 m/ph

e=1 e=2 e=3

: cách điện :không cách điện

xuất hàng loạt thì mới có hiệu quả kinh tế Điện cực không mòn, có thể dùng để giacông nhiều lần, độ chính xác của lỗ có thể bảo đảm đạt được 0,02 mm.

Muốn đảm bảo độ chính xác kích thước cao, thông thường phải lọc sạch dungdịch điện phân trong quá trình gia công

c Chất lượng bề mặt.

Độ nhám bề mặt khi gia công bằng điện hóa được hình thành rất tốt, đặc biệt làthép austenit Với thép cacbon thì bề mặt thô hơn (Rmax = 5 ÷10 µm) Bề mặt sau khigia công có thể đánh bóng đạt Rmax <1µm với thép không rỉ, chịu nhiệt và chịu màimòn

Vật liệu sau khi gia công vẫn giữ được tính chất của nó, không có sự thay đổitrong cấu trúc, không có ứng suất dư và biến cứng bề mặt

Khi nâng cao năng suất thì độ nhám và độ chính xác cũng tăng theo Độ nhám

bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như:

- Độ hạt của các tinh thể kim loại

- Mật độ dòng điện

- Khe hở mặt đầu

- Thành phần dung dịch điện phân

4.1.4 Đặc điểm, kỹ thuật an toàn và phạm vi ứng dụng trong gia công

+ Có thể gia công trên bất cứ loại máy nào

+ Tốc độ hớt kim loại không phụ thuộc vào độ cứng, độ bền và cácthuộc tính khác của vật liệu cần gia công

+ Vật liệu làm dụng cụ điện cực không cần có độ cứng cao hơn vật liệucủa chi tiết gia công

- Do không có sự tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết nên gia công điện hóa cóthể gia công các vật liệu mỏng, dễ biến dạng, giòn mà không gây rạn nứtlớp bề mặt

- Do hình dạng chi tiết được quyết định bởi hình dạng của điện cực dụng cụnên có thể gia công chi tiết có hình dạng phức tạp một cách dễ dàng

• Nhược điểm

- Đắt tiền và chiếm nhiều diện tích nhà xưởng cho việc gia công

- Dung dịch điện phân sẽ ăn mòn các thiết bị khác

- Ô nhiễm môi trường là một vấn đề rất quan trọng trong gia công điện hóa

do phát sinh chất thải

- Dễ phát nổ do sự tích tụ khí hydro

- Công nhân phải được bảo hộ một cách khắt khe để tránh bị nhiễm độc

- Cần có khu nhà xưởng riêng biệt dành cho gia công điện hóa

b An toàn trong gia công điện hóa.

Cả trong lý thuyết và thực nghiệm đều cho thấy rằng gia công kim loại bằngphương pháp điện hóa là sự kết hợp của các nhân tố nguy hiểm sau đây:

- Hiệu ứng của khí độc và khí arosol, sản phẩm của quá trình gia công điệnhóa

- Tác động hóa học bởi dung dịch điện phân

- Nguy hiểm về điện (điện giật)

- Dễ phát cháy trong trường hợp ngắn mạch giữa hai dây âm, dương

- Những nhân tố cơ khí

- Mối nguy hiểm về nổ khí

- Hiệu ứng trường điện từ

Khí độc và khí arosol phát sinh trong quá trình điện hóa, khi hít vào, có thể lànguyên nhân gây tổn hại mãnh liệt đến các cơ quan nội tạng Ngoài ra chúng còn làmnhiễm độc và gây ra sự cáu gắt cho công nhân

Để tránh những điều này, cần tuân thủ theo các biện pháp sau:

- Phải trang bị cho công nhân các thiết bị bảo hộ để không gặp những trườnghợp có hại đến sức khỏe Đặc biệt, máy gia công điện hóa phải được đặttrong phòng riêng và cô lập, có thiết bị phân tích khí hydro được đặt ở nơithuận lợi nhất để kịp thời báo hiệu khi sự tập trung hydro lên quá cao, dẫnđến việc nổ khí

- Thường xuyên kiểm tra thiết bị phân tích khí, hệ thống thông hơi, hệ thốngdẫn khí và các khóa liên hợp

- Khí độc phải được rút ra ngay từ nơi phát sinh Khoảng 98% không khí sẽluân chuyển nhờ hệ thống thông hơi, được hỗ trợ thêm từ các quạt gió

- Lắp đặt thiết bị bảo vệ quá tải Thiết bị này sẽ tự động ngắt dòng điện giacông trong trường hợp xảy ra sự quá tải

- Trang bị cho công nhân thiết bị bảo hộ để chống lại hiệu ứng trường điệntừ

- Chuẩn bị dung dịch điện phân trong một phòng riêng có lắp đặt hệ thốngthông hơi

Ngoài ra, gia công điện hóa còn phát sinh ra một lượng lớn chất thải Qua quátrình nghiên cứu người ta nhận biết được chất thải là sự pha trộn của oxit và hydroxitcủa vật liệu gia công được tích tụ trong khi hòa tan kim loại

Hình 4.4

Hình 4.12 Một số chi tiết trước và sau khi gia công điện hóa.

Phổ biến nhất là dùng phương pháp này để gia công tạo hình kgông gian phứctạp bằng thép chịu nhiệt, chịu mài mòn và thép không rỉ Ví dụ đặc trưng là gia côngcánh tuabin

Hình 4.13 Gia công cánh tuabin trên máy chuyên dùng điện hóa.

Cánh tuabin rèn bằng thép chịu nhiệt, kích thước 292 x 100 mm Hai điện cựcgia công với tốc độ tiến e = 0,18 mm/phút, cùng tiến đồng thời, và việc gia công chỉmất từ 5 ÷ 10 phút Trên máy mài thì thao tác này phải mất gần 1 giờ

Một trường hợp đặc biệt là: điện cực gia công là một ống được uốn theo quiđịnh và tiến theo một hướng nhất định, dùng để tạo hình mà không cần làm mòn hết

cả khoảng thể tích vật liệu cần lấy đi (hình 4.12) Điện cực là một ống có xẽ rãnh(hình 4.14)

Hình 4.14 Lấy phoi bằng cách xoi thủng.

m

e

e: điện cực bằng ống có xẻ rãnh

m: chi tiết

b (-)

d c

Phương pháp này có thể gia công một cách chính xác những vật quay đối xứng

(chi tiết quay hoặc điện cực quay), phương pháp này gọi là tiện mài bóng, rất thíchhợp để gia công van hình cầu, các rãnh vành khăn, v.v…

Một số sản phẩm được gia công điện hóa:

4.2 GIA CÔNG ĐIỆN CƠ HÓA.

4.2.1 Đánh bóng điện hóa.

a Nguyên lý gia công.

Đánh bóng điện hóa là phương pháp bổ sung cho gia công điện hóa Nguyên lýhoạt động của phương pháp này giống như gia công điện hóa nhưng điện cực khôngchuyển động trong quá trình gia công Mật độ của dòng điện thấp hơn và tốc độ dichuyển của chất điện phân thấp hơn nhiều, tốc độ bóc vật liệu cũng giảm, chất lượng

bề mặt cũng tốt hơn

Hình 4.16. Một số sản phẩm của gia công điện hóa

Hình 4.17 Sơ đồ nguyên lý gia công bằng đánh bóng điện hóa

a Vật gia công (anod) b Catod c Dung dịch điện phân.

Trong phương pháp đánh bóng điện hóa chi tiết gia công (anod) và điện cựcdụng cụ (catod) được nhúng vào dung dịch một cách độc lập nhau Khi có dòng điện

đi qua thì sự hòa tan anod bắt đầu, dòng điện tập trung ở những điểm nổi nhô lên, cònchỗ lõm là màng mỏng từ dung dịch điện phân tách ra Bề mặt gồ ghề dần dần đượclàm mất đi và trở nên nhẵn bóng Trên hình 4.18 trình bày các cách pha trong quátrình đánh bóng điện hóa

Hình 4.18 Quá trình làm nhẵn bóng trong phương pháp đánh bóng điện hóa

b Các thông số công nghệ.

Ba thông số ảnh hưởng đến quá trình đánh bóng điện hóa đó là:

- Mật độ dòng điện trên bề mặt được đánh bóng

- Nhiệt độ của dung dịch điện phân ở gần phần chi tiết gia công

- Thời gian đánh bóng

a

b c

a

b

c

Hình 4.19 Anh hưởng của mật độ dòng điện đối với

lượng nguyên liệu lấy đi

Hình 4.19 trình bày ảnh hưởng của mật độ dòng điện đối với lượng nguyên liệu

đã lấy đi từ bề mặt được đánh bóng Có thể nhận thấy rằng khi mật độ dòng điện quálớn thì đồ thị giảm xuống, như vậy không nên gia công với mức độ dòng điện lớn đếnmức đó

Nhiệt độ càng cao thì lượng phoi càng lớn (hình 4.20)

Hình 4.20 Anh hưởng của nhiệt độ (t) dung dịch điện phân đến tốc độ lấy phoi

(v) và công suất lấy phoi trung bình (VD/F)

Trên hình 4.21 có thể nhận thấy, để đạt được các độ bóng khác nhau (bóngnhoáng, bóng vừa và bóng đục) thì cần phải gia công với nhiệt độ và mật độ dòngđiện trong phạm vi bao nhiêu

0,8 1,6 2,4 2,8

S (A/cm2)

v (mm/ph)

0,16 0,32 0,48 0,56

V D /F (g/dm3.ph)

0,8 1,6

2,4 2,8

20 40 60 80 100 120 T o C

v (mm/ph)

0,16 0,32

0,48 0,56

V

D /F (g/dm3.ph)

Hình 4.21 Sự hình thành bề mặt được mài bóng đạt các độ bóng khác nhau, với mật

độ dòng điện và nhiệt độ tương ứng với nhau:

1 bóng nhoáng 2 bóng vừa 3 bóng đục

Có thể kết luận rằng , độ bóng nhoáng có thể đạt được với độ phoi lớn, cónghĩa là với mật độ dòng điện lớn và nhiệt độ cao

Lượng phoi tăng tỷ lệ thuận với thời gian

Hình 5.22 Lượng phoi và thời gian đánh bóng.

Ngoài các yếu tố trên, còn có những yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trìnhgia công như: vật liệu của vật cần được đánh bóng, thành phần dung dịch điện phân,điện áp giữa anod và catod

c Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.

• Đặc điểm

Đánh bóng điện phân không ứng dụng để sửa chữa các bề mặt quá gồ ghề Độ

gồ ghề được giảm nhiều lắm cũng chỉ 3 – 4 cấp (hình 4.23)

25 50 75 100

S (A/dm2)

T o C

1 2

3

10 20

50 40 30

G (g/dm2)

1

2 3 4

1: 100A/dm2.2: 50A/dm2.3: 25A/dm2.4: 5A/dm2

10 20 30 40 50 60 70

1 2 3 4 5 6 R max (µm)

h (µm)

Hình 4.23 Sự biến đổi của độ gồ ghề (Rmax) và bề dày (h) của

lớp vật liệu đã lấy đi

Đánh bóng bằng điện phân bề mặt thô dù có tiến hành trong thời gian dài cũngkhông làm mất đi những vết rạn nhỏ li ti và những nhấp nhô trên đó

Nấu sau khi đánh bóng bằng phương pháp thông thường mà tiến hành đánhbóng bằng điện phân thì bề mặt có khả năng chịu ăn mòn tốt và có hiệu suất chịu mỏitốt, hệ số ma sát giảm mà không gây tác hại nào trên bề mặt

Có thể dùng phương pháp quang học (phản chiếu và giao thoa) để kiểm tra độbóng

Để có thể gia công đánh bóng bằng điện phân, bề mặt phải thật sạch, không códầu mỡ, và chỉ như vậy mới gia công được

Phương pháp đánh bóng bằng điện phân tiến hành theo quy trình như sau:

- Làm sạch mỡ vật gia công bằng các chất hòa tan mỡ

- Làm trung hòa trong dung dịch 3% Natricacbonat Na2CO3.

- Rửa bằng nước nóng đang chảy

Lấy vật gia công xong ra khỏi dung dịch trong khi vẫn còn điện áp, nếu không

bề mặt sẽ bị đen

Khoảng cách giữa vật gia công và điện cực là khá lớn sự hòa tan nguyên liệuxảy ra trên mọi điểm của bề mặt, nhưng ở trên cạnh thì nhiều hơn Cực catod cần cóhình dạng sao cho điện trường phân bố đồng nhất Vật liệu điện cực catod thường làchì

• Ưu điểm.

Năng suất đánh bóng bằng 3 – 4 lần so với đánh bóng bình thường Ưu điểm,cũng như tính chất của phương pháp đánh bóng bằng điện phân có thể tóm tắt dướiđây:

- Độ bóng bề mặt rất tốt

- Có thể đánh bóng mặt trong và mặt ngoài bất kỳ hình dạng nào

- Năng suất gia công tăng mà không đòi hỏi nhiều lao động bằng tay.

- Thiết bị gia công rẻ và đơn giản

- Chất lượng bề mặt được cải thiện hơn

• Nhược điểm.

- Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào sự đồng nhất của vật liệu

- Khó giữ được đúng kích thước và hình dạng cũ

- Tuổi thọ của dung dịch điện phân có hạn

- Chỉ áp dụng được với bề mặt không quá gồ ghề

• Phạm vi ứng dụng.

Với phương pháp đánh bóng bằng điện phân, có thể đánh bóng các vật liệubằng thép cacbon, thép hợp kim, đồng, đồng thau, thiếc, nhôm, niken v.v tất nhiênvới các dung dịch điện phân khác nhau Để đánh bóng thép thì dùng dung dịch 65%acid photphorit, 15% acid nitric, 6% carbit crôm và 14% nước Thông thường dùngdung dịch có nồng độ đậm Sau khi đã thành thạo, hiểu kỹ các tính chất của dung dịchthì hãy dùng dung dịch đó Khi dùng thử dung dịch thì cho dẫn qua dung dịch mộtdòng điện 12 A.giờ/lít Nhiệt độ tối ưu của dung dịch là 70oC, để đánh bóng 1dm2 thìdùng 1 lít dung dịch qua 6 giờ, sau đó bổ sung để phục hồi dung dịch Trên hình4.24 có thể thấy điện cực catod và chi tiết có dạng mặt phẳng

Có thể gia công hàng loạt những vật nhỏ, tốc độ của băng chuyền có thể điềuchỉnh sao cho thời gian đã quan dung dịch phù hợp với thời gian gia công (hình 4.26)

Hình 4.26 Gia công chi tiết nhỏ trên băng chuyền.

d.dung dịch điện phân e mâm cặp chi tiết gia công

Đánh bóng mặt trụ ngoài tiến hành theo các cách trình bày trên hình 4.27

Hình 4.27 Cách đặt điện cực khi gia công mặt trụ ngoài,

và các trường hợp hư hỏng

d điện cực dạng vành khăn

Cả ba trường hợp, sự phân bố điện trường đều không hoàntoàn đồng nhất, do

đó vật gia công bị biến dạng Tốc độ lấy phoi là 3 – 10 m/phút Các thông số công nghệ được giới thiệu trên bảng 4.1 áp dụng đối với một số vật liệu

Bảng 4.1 Thông số công nghệ đánh bóng bằng điện phân.

50506070

6

6 – 87

8 - 10

4.2.2 Gia công lỗ điện hóa.

Gia công lỗ điện hóa là ứng dụng của phương pháp gia công điện hóa trongviệc khoan những lỗ rất nhỏ bằng cách sử dụng dòng điện có điện áp cao và dungdịch điện phân axit Dụng cụ như là một đầu thủy tinh có điện cực bên trong Người ta

d

b

c

a e

4 2

1

có thể sử dụng một ống thủy tinh có nhiều nhánh để gia công cùng một lúc 50 lỗ.Công nghệ này được phát triển để khoan các lỗ làm mát trong cánh tua bin của động

cơ phản lực Các lỗ không chịu ứng suất này có đường kính từ 0,1 ÷ 0,76mm (0,004 ÷0,030 inch) với tỷ lệ giữa chiều sâu và đường kính lỗ là 50 : 1, thông thường đượclàm bằng hợp kim niken cobalt Axit được dùng để kim loại hòa tan vào dung dịch

Phương pháp gia công này có thể sử dụng được để khoan các lỗ định hình làmbằng kim loại khó gia công, dẫn điện Với các lỗ có chiều sâu đến 610mm và đườngkính từ 0,5 ÷ 1,27 mm thì có thể gia công bằng phương pháp này Phương pháp này cóđặc điểm là dùng điện áp 1 chiều thấp từ 5 ÷ 10 volt và các điện cực đặc biệt, lànhững ống dài, thẳng, kháng axit, được bọc bên ngoài bằng lớp men cách điện Dòngaxit được tăng áp đi qua ống và trở về qua khe hở ( 0,025 ÷ 0,05mm) nằm giữa thànhống và thành của lỗ

4.2.3 Mài điện hóa.

b Nguyên lý gia công.

Hình 4.25 trình bày sơ đồ nguyên lý của phương pháp mài bóng điện hóa

Hình 4.28 Sơ đồ nguyên lý mài bằng điện phân

B: Vòi phun dung dịch điện phân

Nối vật gia công vào cực dương của mạch dòng điện 1 chiều, còn dụng cụ màithì nối vào cực âm, dùng vòi phun để phun dung dịch điện phân vào khe hở Do tác

dụng của dòng điện hiện tượng hòa tan anod diễn ra Tác dụng cọ xát của những hạt

mài của dĩa mài ngăn cản quá trình tự kiềm chế của anod Đĩa mài là một đá mài hìnhvành khăn dẫn điện, có gắn những hạt kim cương, hoặc cacbit silic cô ranh đông (hình4.29)

E B

M

L

Hình 4.30 Quá trình lấy phoi khi mài bằng điện phân.

1 Hạt mài 2 Chất kết dính 3 Bề mắt hợp kim cứng.

4 Màng mỏng anod 5 Dung dịch điện phân

Những hạt mài có hai nhiệm vụ song hành Một mặt chúng là những hạt cáchđiện, và quyết định kích thước của khe hở (0,02 – 0,08mm), đảm bảo sự lưu thông củadung dịch điện phân và loại trừ khả năng bị ngắt mạch; mặt khác chúng đẩy ra khỏidung dịch điện phân lượng vật liệu đã bị bóc đi và lớp còn bám trên vật gia công Sựlấy phoi là kết quả của quá trình điện hóa, và tác dụng mài bóng ở đây chưa phải là tácdụng quyết định

Phương pháp mài bằng điện phân chủ yếu sử dụng để mài sắc hợp kim cứng.Hợp kim cứng là một hỗn hợp không đồng nhất, mà các thành phần có trạng thái khácnhau đối với quá trình điện hóa chất coban hòa tan và cho ra 2 electron

Co – 2e- = Co++ (4.10)Các loại cacbit kim loại (WC, TiC) trước tiên hòa tan thành axit kim loại và chỉsau đó mới hòa tan từ anod

WC + 4H2O – 8e- = WO3 + CO + 4H2 (4.11)TiC + 3H2O – 6e- = TiO2 + CO + 3H2 (4.12) Tốc độ hòa tan của ba thành phần chính này khác nhau Từ hình 4.30 có thểthấy rằng coban hòa tan mạnh nhất, còn TiC thì hòa tan chậm nhất

Hình 4.30 Quan hệ giữa tốc độ hòa tan của các thành phần trong hợp kim

cứng với điện áp

Cần có nguồn điện đặc biệt vì sự dao động của điện áp và dòng điện ảnhhưởng rất lớn đến quá trình mài Điện áp và cường độ dòng điện không được vượt quátrị số cực đại của điện áp và cường độ dòng điện Như hình 4.31 cho thấy cần phảithay đổi như thế nào các thông số công nghệ khi tăng bề mặt gia công

3

1 2

4 5

10 100 1000 10000

Mức độ tan (mg/h)

U (V)

1 2 3

a: Co

b: WC

c: TiC

Hiệu điện thế không đổi

Dòng giới hạn

Tăng bề mặt gia công

U (V)

I (A)

Vùng điều chỉnh điện áp

Hình 4.31 Đặc tính dòng điện – điện áp của quá trình mài bằng điện phân.

Dùng 1 loại máy phát đặc biệt, với hệ thống phản hồi sự biến đổi điện áp và dòng điện để máy có thể tự điều chỉnh (hình 4.32)

Hình 4.32 Sơ đồ máy phát dùng cho mài bằng điện phân

T: Máy biến thế E: Chỉnh lưu R: Bộ phận điều chỉnh S: Các phần tử làm bằng phẳng sóng nhấp nhô.

c Thông số công nghệ của mài bóng bằng điện phân.

Thông số công nghệ của phương pháp mài bằng điện phân mang tính chất mộtphần là điện, một phần là hóa học, và một phần là cơ học, vì phương pháp này chịu tácđộng tổng hợp của ba mặt nêu trên Các thông số quan trọng nhất là: cường độ dòngđiện, điện áp, thành phần và thông số dòng chảy của dung dịch điện phân, bề mặt giacông, đĩa mài, áp suất bề mặt và tốc độ quay của đĩa mài

• Năng suất mài.

Năng suất lấy phoi chủ yếu phụ thuộc vào cường độ dòng điện và mật độ dòngđiện (hình 4.33)

R

S E

T

200 100 300

V

D /F (mm/cm2)

Hình 4.33 Sự phụ thuộc của công suất lấy phoi trung bình vào mật độ dòng

điện

(Đĩa mài có hạt kim cương; n = 3450 vòng/phút; vật liệu: thép đã tôi HRC 62 –

63; áp lực mài 5,5 kp/cm2; điện phân: 1,2 l/phút)Trong khoảng thay đổi của mật độ dòng điện từ 0 ÷ 150 A/cm2 thì năng suấttăng gần tuyến tính Trên đó do tác dụng kiềm chế nên tốc độ tăng giảm Trong thực tếkhi mật độ dòng điện > 150 A/cm2 thì cũng nên gia công với công suất cỡ này Mật độdòng điện còn phụ thuộc vào các thông số khác hình 4.34 biểu diễn quan hệ điện áp –mật độ dòng điện, cho thấy ở U = 0V thì s đạt trị số tối ưu

Hình 3.34 Quan hệ giữa điện áp (U) và mật độ dòng điện (s) khi mài hợp kim

cứng cũng bằng đĩa mài kim cương, áp lực mài 9,5 kp/cm2.Trường hợp gia công hợp kim cứng thì có hiện tượng kiềm chế và mật độ dòngđiện ở điện áp lớn, còn ở thép thì không có hiện tượng kiềm chế và quan hệ gần tuyếntính (hình 4.35)

Hình 4.35 Quan hệ giữa điện áp (U) và mật độ dòng điện (s) trường

hợp mài thép 1,2,3 ứng với nồng độ khác nhau của dung dịch Vật liệu là thép tôi HRC 62 – 63; đá mài kim cương n= 3540 v/ph; áp

lực mài 5,5 kp/cm2

Năng suất gia công cũng phụ thuộc vào thành phần dung dịch: vì nó có vai trò

lớn đến sự hòa tan anod trong trường hợp gia công hợp kim cứng Điều kiện quantrọng đối với dung dịch là khả năng dẫn điện tốt, khả năng hòa tan các chất phát sinh

từ phản ứng và ít có tác dụng ăn mòn Để được như vậy đã có cách pha chế với cácthành phần phức tạp, mà chủ yếu là các muối nitrat, photphat, crômat, nitric và axitborit Trên hình 4.36 có thể thấy ngoài nồng độ dung dịch còn có các yếu tố khác cũngảnh hưởng đến năng suất, vì rằng mật độ dòng điện có trị số tối ưu trong quan hệ vớicác yếu tố đó Không nên dùng nồng độ cao quá, vì rằng nó sẽ bão hòa nhanh chóngvới tốc độ chảy lớn, và như vậy làm giảm hiệu suất

50 100 150

s (A/cm2)

50 100 150

s (A/cm2)

3 2 1

Có thể làm chậm quá trình bão hòa bằng cách tăng tốc độ quay của đĩa mài.trong quá trình gia công, có thể kiểm tra nồng độ bằng cách đo tỉ trọng.

Hình 4.36 Quan hệ giữa mật độ dòng điện và nồng độ dung dịch

1 Tỉ trọng của dung dịch 2 Mật độ dòng điện (đĩa mài kim cương; vậtliệu là hợp kim cứng; áp lực mài 9,5 kp/cm2; điện áp 20V)

Chất lượng của đĩa mài cũng ảnh hưởng đến năng suất : thích hợp nhất là đĩa

mài kim cương Ơ lớp dưới thì gắn hạt bằng vật liệu khác (SiC) đề phòng khi hạt kimcương bị mòn thì không sinh ra ngắn mạch Vật liệu chính của đĩa mài cũng quantrọng Trên hình 4.37 có thể thấy ảnh hưởng của đĩa mài đối với các loại hạt mài khácnhau đến năng suất mài Kim loại gốm tốt hơn đồng thau

Hình 4.37 Năng suất lấy phoi của các đĩa mài với các hạt mài khác nhau trong

50 75 100

50 100 150

50 100 150

Hình 5.38 Năng suất lấy phoi (VD) với áp lực mài (p) (đĩa mài bằng đồng thauđính hạt kim cương; vật liệu là hợp kim cứng, dung dịch điện phân NaNO3 –

NaNO2)

Đường vẽ nét đứt chỉ vật liệu tách ra của quá trình điện phân với bề mặt mài Fnhư nhau, khoảng cách giữa đường liền nét và đường đứt nét là đặc trưng của côngsuất mài, như trên đồ thị, năng suất tăng mạnh với áp lực mài và độ mài mòn của đĩamài cũng tăng

Tốc độ quay của đĩa mài : cũng là thông số quan trọng Hình 4.39 cho thấy mật

độ dòng điện có trị số tối ưu ở tốc độ 25 – 30 m/giây Với tốc độ đĩa lớn hơn, do sựhình thành của màng mỏng anod, năng suất giảm

Hình 4.39 Quan hệ giữa tốc độ quay của đĩa mài và mật độ dòng điện

(vật liệu là hợp kim cứng; đĩa mài kim cương; áp lực mài 2,3 kp/cm2;

50 100

s (A/cm2)

100 200 300 400 500 10

15 20 25

F (mm2)

V

D (cm2/ph)

1 2