微細群孔電解加工關鍵技術研究.pdf

1、電解加工（ECM）是利用金屬在電解液中可以發(fā)生陽極溶解的原理，將工件加工成形的。在電解加工過程中，工件陽極金屬不斷失去電子成為離子而進入到溶液當中，工件材料的減少過程是以離子形式進行的，由于金屬離子的尺寸非常微小，因此這種微溶解去除方式使得電解加工在金屬微細制造領域有著廣泛的應用前景。本文以航空航天、精密儀器、化纖等領域應用較多的meso 尺度的金屬微細群孔結構作為加工研究對象，分析微細電解加工的特點和工藝規(guī)律，研究解決采用電解加工實現(xiàn)

2、微細群孔結構穩(wěn)定加工的關鍵問題。 介紹了電化學腐蝕法制備微細圓柱電極的成形機理，研究分析了加工參數和陽極運動方式對微細電極成形的影響規(guī)律。并采用恒壓、靜液加工法，制備出了直徑均勻，最小直徑為20μm，長度為1500μm的微圓柱電極。 提出了微細圓柱群電極電化學腐蝕加工方法。探討了微細群電極電化學腐蝕加工成形規(guī)律，根據電化學腐蝕加工基本原理，通過有限元分析計算微細群電化學腐蝕加工過程中的電場分布，優(yōu)化設計陰極形狀，使作為電

3、化學腐蝕陽極的群電極毛坯各柱體上的電流密度分布均勻；采用恒壓加工和控制電量法分別控制群電極的形狀和加工尺寸，建立數學模型，優(yōu)選加工參數，控制加工過程，開展了電化學腐蝕法制備微細圓柱群電極工藝試驗，制備出了直徑分布一致、最大長徑比達40且具有較好圓度的單排微細圓柱群電極。 針對電解加工和微細群孔結構的特點，在已有微細電解加工機床的基礎上，構建了微細群孔電解加工工藝系統(tǒng)，主要包括陰、陽極夾具，電解液循環(huán)系統(tǒng)、加工對刀以及加工過程控制

4、部分。 研究了加工電壓、電解液濃度和成分、進給速度以及脈沖參數(脈沖寬度和占空比)對群孔加工的影響，結果表明減小加工電壓、采用低濃度鈍化性電解液、提高進給速度以及采用較小的脈寬和占空比加工，有利于減小電解加工間隙，提高加工的集中蝕除能力。在此研究基礎上，提出并采用了分步加工、低濃度非線性電解液脈沖電解結合過進給加工兩種方法，有效減小了群孔加工錐度。并通過采用單排微細圓柱群電極逐行加工微孔網板的方法，實現(xiàn)了不銹鋼材料微孔網板的穩(wěn)定