Elektrochemische bewerking (ECM):kinematica, dynamiek, werken en gereedschapsontwerp

In dit artikel zullen we discussiëren over de elektrochemische bewerking (ECM):- 1. Betekenis en werking van elektrochemische bewerking (ECM) 2. Elektrochemie van ECM-proces 3. Kinematica en dynamiek 4. Effecten van warmte en H2-bellengeneratie 5 Effect van ECM op oppervlakteafwerking 6. Gereedschapsontwerp van ECM 7. Gebruikte elektrolyten 8. Elektrochemische bewerkingsfabriek 9. Effecten van ECM op materialen 10. Kenmerken van ECM.

Inhoud:

1. Betekenis en werking van elektrochemische bewerking (ECM)
2. Elektrochemie van ECM-proces
3. Kinematica en dynamiek van ECM
4. Effecten van warmte- en H2-belvorming in ECM
5. Effect van ECM op oppervlakteafwerking
6. Gereedschapsontwerp van ECM
7. Elektrolyten gebruikt in ECM
8. Elektrochemische bewerkingsfabriek
9. Effecten van ECM op materialen
10. Kenmerken van ECM

---

1. Betekenis en werking van elektrochemische bewerking (ECM) :

Elektrochemische bewerking is een van de meest potentiële onconventionele bewerkingsprocessen. Hoewel het een nieuw proces is voor metaalbewerking, was het basisprincipe al lang bekend. Dit proces kan met enkele wijzigingen worden beschouwd als het omgekeerde van galvaniseren. Verder is het gebaseerd op het principe van elektrolyse.

In een metaal wordt elektriciteit geleid door de vrije elektronen, maar het is vastgesteld dat in een elektrolyt de geleiding van elektriciteit wordt bereikt door de beweging van ionen. De stroom van stroom door een elektrolyt gaat dus altijd gepaard met de beweging van materie.

Het elektrolyseprincipe wordt al lang gebruikt voor galvaniseren waarbij het doel is om metaal op het werkstuk af te zetten. Maar aangezien bij elektrochemische bewerking het doel is om metaal te verwijderen, wordt het werkstuk verbonden met de positieve en het gereedschap met de negatieve pool. Figuur 6.25 toont een werkstuk en een passend gevormd gereedschap, waarbij de opening tussen het gereedschap en het werkstuk vol zit met een geschikt elektrolyt. Wanneer de stroom wordt doorgelaten, vindt het oplossen van de anode plaats.

De oplossnelheid is echter hoger wanneer de opening kleiner is en vice versa, aangezien de stroomdichtheid omgekeerd evenredig is met de opening. Als het gereedschap nu een neerwaartse beweging krijgt, heeft het werkoppervlak de neiging dezelfde vorm aan te nemen als dat van het gereedschap, en in een stabiele toestand is de opening uniform, zoals weergegeven in Fig. 6.25. Zo wordt de vorm van het gereedschap in het werk gereproduceerd.

Bij een elektrochemisch bewerkingsproces wordt het gereedschap voorzien van een constante aanvoerbeweging. De elektrolyt wordt onder hoge druk door het gereedschap en de kleine spleet tussen het gereedschap en het werkstuk gepompt. De elektrolyt is zo gekozen dat de anode wel oplost maar geen afzetting op de kathode (het gereedschap) plaatsvindt. De volgorde van stroom en spanning is een paar duizend ampère en 8-20 volt. De spleet is in de orde van 0,1-0,2 mm.

In een typische machine is de verspaningssnelheid ongeveer 1600 mm ³ /min voor elke 1000 amp. Er is ongeveer 3 kWh nodig om 16 x 10 ³ . te verwijderen mm ³ van metaal, wat bijna 30 keer de energie is die nodig is in een conventioneel proces (uiteraard wanneer het metaal gemakkelijk bewerkbaar is). Maar met ECM is de snelheid van metaalverwijdering onafhankelijk van de hardheid van het werkstuk. ECM wordt dus voordelig wanneer het werkmateriaal een zeer lage bewerkbaarheid heeft of de te bewerken vorm gecompliceerd is.

In tegenstelling tot de meeste andere conventionele en onconventionele processen, is hier praktisch geen gereedschapsslijtage. Hoewel het lijkt alsof het gereedschap elektrochemisch wordt bewerkt, ondervindt het geen kracht, maar feit is dat het gereedschap en het werk worden onderworpen aan zeer grote krachten die worden uitgeoefend door de hogedrukvloeistof in de spleet.

---

2. Elektrochemie van ECM-proces:

Het elektrolyseproces wordt beheerst door de volgende twee wetten voorgesteld door Faraday:

(i) De hoeveelheid chemische verandering die wordt geproduceerd door een elektrische stroom, dat wil zeggen de hoeveelheid opgelost of afgezet materiaal, is evenredig met de hoeveelheid elektriciteit die wordt doorgegeven.

(ii) De hoeveelheden van verschillende stoffen opgelost of afgezet door dezelfde
hoeveelheid elektriciteit zijn evenredig met hun chemisch equivalentgewicht. In de kwantitatieve vorm stellen de twee wetten van Faraday dat -

Wanneer een metalen lichaam wordt ondergedompeld in een elektrolyt (Fig. 6.27), verlaten de metalen atomen het lichaam en worden ionen en de ionen verplaatsen zich naar het lichaam en worden atomen. Het proces gaat continu door en het evenwicht wordt gehandhaafd. Er bestaat een potentiaalverschil tussen een punt op het oppervlak van het metalen lichaam (elektrode) en een aangrenzend punt in de elektrolyt.

Dit potentiaalverschil staat bekend als de elektrodepotentiaal. De elektrodepotentiaal varieert afhankelijk van de elektrode-elektrolytcombinatie. Als twee verschillende elektroden (A en B) worden ondergedompeld, zal er een potentiaalverschil tussen deze elektroden bestaan, aangezien de potentialen van A en B ten opzichte van de gemeenschappelijke elektrolyt verschillend zijn. Dit potentiaalverschil is de elektromotorische kracht (emf) van de cel, gegenereerd door de elektroden en de elektrolyt. Dit wordt uitgelegd in Fig. 6.27. Als bijvoorbeeld Fe- en Cu-elektroden in pekel worden gedompeld (oplossing van keukenzout in water) zoals weergegeven in Fig. 6.28a, zijn de elektrodepotentialen –

De aard van het elektrolyseproces hangt af van de gebruikte elektrolyt. Laten we, om te begrijpen hoe ECM wordt gerealiseerd, de waterige oplossing van natriumchloride als de elektrolyt beschouwen. Wanneer een spanningsverschil over de elektroden wordt aangelegd (Fig. 6.28b), zijn de reacties aan de anode en de kathode-

Het water krijgt twee elektronen van de elektrode en als resultaat wordt het waterstofgas ontwikkeld en worden hydroxylionen geproduceerd. De positieve metaalionen hebben de neiging om naar de kathode te bewegen en de negatieve hydroxylionen worden aangetrokken naar de anode. Vervolgens combineren de positieve metaalionen met de negatief geladen hydroxylionen om ijzerhydroxide te vormen als

Dit ijzerhydroxide vormt een onoplosbaar neerslag. Dus bij dit soort elektroden-metaal-elektrolyt-combinatie lost de anode op en H₂ genereert bij de kathode, waarbij de vorm van de kathode ongewijzigd blijft. Dit is het belangrijkste kenmerk van de elektrochemie van het ECM-proces. Opgemerkt moet worden dat voor ECM de keuze van elektroden en het elektrolyt zodanig moet zijn dat er geen afzetting op beide elektrodes kan plaatsvinden.

Het gramequivalentgewicht van het metaal wordt gegeven door ԑ =A / Z, waarbij A het atoomgewicht is en Z de valentie van de geproduceerde ionen. Als we dit in vergelijking (6.20) gebruiken, krijgen we de snelheid van massaverwijdering in de vorm –

Wanneer de anode is gemaakt van een legering in plaats van een puur metaal, kan de verwijderingssnelheid worden bepaald door te kijken naar de lading die nodig is om een ​​eenheidsvolume van elk element te verwijderen. Als het atoomgewicht en de valenties (van de overeenkomstige ionen die de elektrolyt binnenkomen) A₁ zijn , A₂ , A₃ ,... en Z_1, Z₂ , Z₃ ,…, en de samenstelling (in gewicht) van de legering is x₁ % van element 1, x₂ % van element 2,…, dan een volume v cm ³ van de legering bevat vρx_i /100 gram van het i-de element, waarbij ρ de totale dichtheid van de legering is in g / cm ³ .

De lading die nodig is om al het i-de element in volume v te verwijderen, wordt gegeven door –

---

3. Kinematica en dynamiek van ECM:

Figuur 6.31 toont een set elektroden met vlakke en evenwijdige oppervlakken. Het werkstuk (de bovenste elektrode) wordt met een constante snelheid ƒ in de richting -y (normaal op de elektrode-oppervlakken) toegevoerd.

Het probleem wordt als eendimensionaal beschouwd en de momentane afstand van het werkoppervlak tot het gereedschapsoppervlak wordt als y beschouwd. Aangezien het werkstuk van puur metaal is, wordt de verwijderingssnelheid van het werkstukmetaal gegeven door vergelijking (6.23). Als de overspanning ΔV is, wordt de dichtheid van de stroom door de elektrolyt gegeven door –

Waar K de geleidbaarheid van de elektrolyt is. Nu zorgt het verwijderen van werkmateriaal ervoor dat het oppervlak van het werkstuk terugwijkt (in de y-richting) ten opzichte van het oorspronkelijke oppervlak met een snelheid gegeven door Q', waarbij Q' de volumesnelheid is van het verwijderen van werkstukmetaal per eenheidsoppervlak van het werkstukoppervlak. De snelheid waarmee de opening tussen het werkstuk en het gereedschapsoppervlak verandert is dus –

We zullen nu een paar basisgevallen onderzoeken:

Nul feed:

Constante feed:

Een steeds groter wordende kloof is niet wenselijk in een ECM-proces. In de praktijk wordt de elektrode dus voorzien van een constante voedingssnelheid van geschikte grootte. Dus in vergelijking (6.28) is ƒ constant. Het is duidelijk dat wanneer de voedingssnelheid gelijk is aan de recessiesnelheid van het elektrode-oppervlak als gevolg van metaalverwijdering, de spleet constant blijft. Deze spleet (die afhangt van de voedingssnelheid) wordt de evenwichtsspleet genoemd (y_e ). Dus, voor de evenwichtskloof, geeft vergelijking (6.28) -

Figuur 6.32b toont de grafiek van y̅ versus t̅ voor verschillende waarden van de initiële opening. Het blijkt dat de kloof altijd de evenwichtswaarde benadert, ongeacht de beginvoorwaarde.

Voedingsbeweging schuin naar oppervlak:

Wanneer de voedingssnelheidsvector naar het oppervlak helt (Fig. 6.33), is de component van de voeding loodrecht op het oppervlak ƒ cos θ. In dit geval wordt de evenwichtsafstand gegeven door λ / (ƒ cos θ).

Ongelijk oppervlak bewerken:

Wanneer een oneffen werkoppervlak wordt blootgesteld aan ECM, wordt het metaal van alle delen van het oppervlak verwijderd (in tegenstelling tot andere bewerkingen). Het gedeelte dat naar buiten uitsteekt (de heuvels) is dichter bij het gereedschapsoppervlak en wordt sneller bewerkt dan het gedeelte dat naar binnen uitsteekt (de holtes). Het ECM-proces heeft dus het effect van het gladstrijken van de oneffenheden.

Zoals weergegeven in Fig. 6.34, kan de evenwichtspositie van het werkoppervlak (y̅ =1) worden beschouwd als het gewenste uiteindelijke werkstukoppervlak. De afwijkingen van dit gewenste oppervlak zijn de defecten die worden gekenmerkt door de niet-dimensionale diepte of hoogte (δ̅), afhankelijk van of het defect een vallei of een heuvel is. Aangezien δ =y – y_e ,

Theoretisch zou het oneindig veel tijd kosten om een ​​defect volledig te verwijderen; in de praktijk echter, zodra δ̅ onder een vooraf toegewezen toegestane waarde komt, is het proces voltooid. In figuur 6.35 is te zien hoe de heuvels en dalen worden gladgestreken.

---

4. Effecten van warmte en H₂ Bubbelgeneratie in ECM:

De verschillende parameters en eigenschappen werden verondersteld uniform te zijn over het hele oppervlak van de elektroden. Maar in de praktijk klopt het niet. Een variatie in deze eigenschappen beïnvloedt het bewerkingsproces. Ook verandert de geleidbaarheid van de elektrolyt als de elektrolyt langs de opening passeert als gevolg van - (i) de toename van de elektrolyttemperatuur, (ii) de ontwikkeling van waterstofbellen en (iii) de vorming van precipitaten, waarbij het laatste effect klein is.

Door de stroom van elektriciteit neemt de elektrolyttemperatuur geleidelijk toe en verandert de geleidbaarheid, wat resulteert in niet-uniformiteit in de stroomdichtheid langs de richting van de elektrolytstroom. Daarnaast ontstaan ​​er bellen doordat bij het verspanen waterstof vrijkomt. Deze bellen worden meegesleurd door de elektrolyt en de concentratie van dergelijke bellen heeft de neiging toe te nemen in de richting van de elektrolytstroom. Als resultaat variëren de algehele geleidbaarheid en de stroomdichtheid in dezelfde richting. Het resulterende effect hiervan zorgt ervoor dat de evenwichtsspleet tussen de elektroden varieert.

---

5. Effect van ECM op oppervlakteafwerking:

Aangezien over het algemeen een zeer goede oppervlakteafwerking gewenst is in de door ECM bewerkte onderdelen, is een onderzoek naar de mogelijkheden die tot een slechte afwerking kunnen leiden van belang.

De oppervlakteafwerking wordt nadelig beïnvloed door:

(i) Selectieve ontbinding:

In legeringen hebben de verschillende bestanddelen verschillende elektrodepotentialen. Ook in zuivere metalen zijn de oplospotentialen aan de korrelgrenzen anders dan die binnen de korrels. Laten we eens kijken naar het werkoppervlak (met twee bestanddelen A en B) zoals weergegeven in Fig. 6.38a. In deze afbeelding is ook het spanningsprofiel over de opening weergegeven. Laat de ontbindingspotentiaal van de component B (V_dB ) groter zijn dan het ontbindingspotentieel van bestanddeel A (V_dA ).

Het vereiste potentiaalverschil tussen een punt op het oppervlak en de aangrenzende elektrolyt om ECM te laten starten, moet dus ofwel V_dA zijn of V_dB , afhankelijk van het lokale bestanddeel. Aangezien het gehele anodeoppervlak equipotentiaal is en de elektrolytpotentiaal over de opening varieert, zoals weergegeven, moet het oppervlak van een korrel van B weg van het oppervlak van de samenstellende A uitsteken (om de elektrolyt met een lagere potentiaal te ontmoeten), zodat een groter verschil , V_dB is bereikt. In de stabiele toestand zal het werkoppervlak dus ongelijk en niet erg glad zijn.

Wanneer de potentiaalgradiënt hoger is, zijn de oneffenheden minder. Figuur 6.38b toont twee situaties met verschillende potentiaalgradiënten, waarbij de overige parameters gelijk blijven. Uit deze figuur blijkt duidelijk dat de hoogte van de projectie van een korrel van het bestanddeel B kleiner is wanneer de potentiaalgradiënt hoger is. Een benaderende uitdrukking van de projectiehoogte kan ook als volgt worden afgeleid. Uit Afb. 6.38b,

(ii) Sporadische afbraak van anodische film:

De belangrijkste reden voor de sporadische afbraak van de anodische film is de geleidelijke afname van het potentiaalverschil tussen het werkoppervlak en de elektrolyt in het gebied weg van het bewerkingsgebied. Figuur 6.39 toont de variatie van de oppervlaktepotentiaal van de anode in dit gebied. Hier, tot het punt P_1, het potentieel is voldoende om de ontbinding van alle fasen te veroorzaken. Bij P₁ , de beschikbare potentiaal valt onder de oplospotentiaal van één fase, en dus stopt de anode met oplossen.

Voorbij P_1, de oppervlaktepotentiaal van de anode blijft dalen en een toenemend aantal fasen stopt met oplossen, wat resulteert in een ongelijkmatig oppervlak. Uiteindelijk, wanneer slechts enkele fasen actief blijven en oplossen, ontstaat een concentratie van het elektrische veld, aangezien de actieve fasen een klein deel van het anodeoppervlak innemen. Deze veldconcentratie zorgt ervoor dat deze fasen zeer snel oplossen en diepe putten vormen, zoals weergegeven in Fig. 6.39. Voorbij het punt P₂ , daalt de oppervlaktepotentiaal van de anode tot zo'n lage waarde dat er geen oplossing plaatsvindt.

(iii) Stroomscheiding en vorming van Eddies:

De aanwezigheid van heuvels en dalen op het anodeoppervlak kan een scheiding van elektrolytstroom en wervelvorming veroorzaken. In deze wervels, gescheiden van de hoofdstroom, kan zich een hoge concentratie van de metaalionen ophopen, wat resulteert in een hoge concentratie overpotentiaal in de wervels.

Dit introduceert een lokale variatie in de verwijderingssnelheden, en bijgevolg een ongelijkmatig afgewerkt oppervlak. Afgezien van de aanwezigheid van heuvels en valleien, kan de stroomscheiding worden veroorzaakt door een onjuist ontwerp van het gereedschap en het elektrolytstroompad. Er moet dus grote zorg worden besteed aan het ontwerpen van het elektrolytstroompad in een gereedschap.

(iv) Evolutie van H₂ Gas:

De stromende elektrolyt verzamelt het zich ontwikkelende waterstofgas dat aan de kathode wordt gegenereerd. De aanwezigheid van H₂ in de elektrolyt vermindert de specifieke geleidbaarheid van de oplossing. Dit effect neemt toe naarmate de H₂ stroomafwaarts neemt de concentratie toe en het algehele effect is een verslechtering van de oppervlakteafwerking.

Afgezien van de voorgaande vier mechanismen, zijn er enkele andere bronnen van oppervlakteverslechtering. Maar aangezien hun belang van geringere omvang is, zullen we ze niet bespreken.

---

6. Gereedschapsontwerp van ECM:

Er zijn twee belangrijke aspecten van gereedschapsontwerp.

Dit zijn:

(i) Het bepalen van de vorm van het gereedschap zodat de gewenste vorm van het werk wordt bereikt voor de gegeven bewerkingsomstandigheden.

(ii) Het gereedschap ontwerpen voor andere overwegingen dan (i), bijv. elektrolytstroom, isolatie, sterkte en bevestigingsvoorzieningen.

Theoretische bepaling van gereedschapsvorm:

Wanneer de gewenste vorm van het bewerkte werkstukoppervlak bekend is, is het mogelijk om theoretisch de vereiste geometrie van het gereedschapsoppervlak te bepalen voor een gegeven set bewerkingsomstandigheden.

Laat de aangelegde potentiaal, de overspanning en de voedingssnelheid respectievelijk V, ΔV en ƒ zijn. De evenwichtsspleet tussen de anode en de kathode-oppervlakken kan worden uitgedrukt als –

Ontwerp voor elektrolytstroom :

Een voldoende elektrolytstroom tussen het gereedschap en het werkstuk is nodig om de warmte en de bewerkingsproducten af ​​te voeren en om het bewerkingsproces met de vereiste voedingssnelheid te ondersteunen, waardoor een bevredigende oppervlakteafwerking wordt verkregen. Cavitatie, stagnatie en vortexvorming moeten worden vermeden, aangezien deze leiden tot een slechte oppervlakteafwerking. Een basisregel is dat er geen scherpe hoeken in het stroompad mogen zijn. Alle hoeken in het stroompad dienen een straal van minimaal 0,7-0,8 mm te hebben.

De oorspronkelijke vorm van een onderdeel komt over het algemeen niet overeen met de vorm van het gereedschap en slechts een klein deel van het gebied bevindt zich in het begin dicht bij het gereedschapsoppervlak. Het probleem van het toevoeren van de elektrolyt over een dergelijk gebied wordt gewoonlijk opgelost door de technieken voor stromingsbeperking.

In veel situaties, wanneer de initiële werkvorm overeenkomt met de gereedschapsvorm,

Een gereedschap met een elektrolyttoevoersleuf is eenvoudig te vervaardigen, maar een dergelijke sleuf laat kleine ribbels op het werkstuk achter. De ribbels kunnen echter zeer klein worden gemaakt door de sleuf voldoende smal te maken. Uiteraard moet de sleufbreedte voldoende zijn om een ​​adequate doorstroming te verschaffen. De stroming vanuit een sleuf vindt plaats in een richting loodrecht op de sleuf en de stroming aan het uiteinde is slecht. Daarom moet de gleuf eindigen in de buurt van de hoeken van het oppervlak van het werkstuk, zoals weergegeven in Fig. 6.43a.

De afstand tussen de punt van de sleuf en de hoeken moet minimaal 1,5 mm zijn, terwijl een sleuf met een breedte van 0,7-0,8 mm wordt aanbevolen. Wanneer een werkstukhoek is afgerond, moet het uiteinde van de sleuf groter worden gemaakt, zoals weergegeven in Fig. 6.43b. De vorm en locatie van de sleuf moeten zodanig zijn dat elk deel van het oppervlak wordt voorzien van elektrolytstroom en er geen passief gebied bestaat. Afbeelding 6.44 toont twee situaties waarin de passieve gebieden bestaan ​​omdat het slotontwerp defect is.

In Fig. 6.44a krijgt het passieve gebied geen voeding vanwege de aanwezigheid van buitenruimte tussen de sleuf en dit gebied, terwijl in Fig. 6.44b het passieve gebied wordt gecreëerd omdat er een scherpe bocht in de sleuf is ( en het feit dat de stroom normaal is voor de gleuf). De juiste ontwerpen zijn zoals weergegeven in Fig. 6.45. Soms wordt een tegenstroomgereedschap gebruikt om nauwkeurig te snijden en superieure oppervlakken te produceren, maar dit proces is complexer en duurder en wordt over het algemeen niet aanbevolen.

De technieken voor het regelen van de elektrolytstroom wanneer het aanvankelijke werkoppervlak niet overeenkomt met de vorm van het gereedschap, worden geïllustreerd in Fig. 6.46. De algemene regels voor het plaatsen van een stroombegrenzer kunnen als volgt worden aangegeven. De stroombegrenzer moet grenzen aan het gebied van aanvankelijke nabijheid (tussen het gereedschap en het werkoppervlak) en mag het stroompad niet merkbaar vergroten. Het moet zich ook op de ingangs- of uitgangspositie van de elektrolyt bevinden.

Ontwerp voor isolatie:

De gebieden op een gereedschap waar elektrochemische bewerking niet wenselijk is, moeten worden geïsoleerd. Ook bij het zinken moet het gereedschap goed worden geïsoleerd om verdwaalde bewerkingen tot een minimum te beperken. Afbeelding 6.47 toont het ECM-proces zonder en met een goede isolatie. Afbeelding 6.48 illustreert het zinken van de matrijzen zonder en met een goede isolatie.

De isolatie moet taai zijn en stevig aan het gereedschapsoppervlak zijn gehecht. Het kan worden geleverd door het versterkte massieve plastic materiaal aan de tol te bevestigen met epoxyharscement en plastic schroeven. Soms kan de isolatie ook worden gedaan door een synthetische rubberen coating op het kunstmatig geoxideerde koperen gereedschapsoppervlak aan te brengen. Hiervoor wordt een hete chemische oxiderende oplossing gebruikt. De grenzen van de isolatielaag mogen niet worden blootgesteld aan een elektrolytstroom met hoge snelheid, aangezien dit de neiging kan hebben om de gelijmde laag te scheuren.

---

7. Elektrolyten gebruikt in ECM:

Een elektrolyt in ECM heeft drie basisfuncties, namelijk:

(i) Het elektrische circuit voltooien en de grote stromen laten passeren,

(ii) In stand houden van de vereiste elektrochemische reacties,

(iii) Het afvoeren van de gegenereerde warmte en het afvalproduct.

De eerste functie vereist dat de elektrolyt idealiter een grote elektrische geleidbaarheid heeft. De tweede functie vereist dat de elektrolyt zodanig is dat aan de anode het materiaal van het werkstuk continu wordt opgelost, en een ontlading van het metaalion op de kathode mag niet optreden. In het algemeen is het kationische bestanddeel van de elektrolyt waterstof, ammoniak of alkalimetalen. Het oplossen van de anode moet op een hoog niveau van efficiëntie worden volgehouden.

Ook moet de elektrolyt een goede chemische stabiliteit hebben. Afgezien van al deze, moet de elektrolyt goedkoop, veilig en zo niet-corrosief mogelijk zijn. In het algemeen wordt een waterige oplossing van de anorganische verbindingen gebruikt. Tabel 6.4 geeft een overzicht van de gebruikte elektrolyten voor verschillende soorten legeringen.

---

8. Elektrochemische bewerkingsfabriek:

Bij het ontwerpen van een elektrochemische machine moeten een paar belangrijke punten in gedachten worden gehouden. Deze omvatten de stijfheid en het materiaal van de componenten. Hoewel het op het eerste gezicht lijkt dat de bewerkingskracht verwaarloosbaar is omdat er geen fysiek contact is tussen het gereedschap en het werkstukoppervlak, kunnen er zeer grote krachten tussen ontstaan ​​vanwege de hoge druk van de elektrolyt die nodig is om een ​​adequate stroomsnelheid door de nauwe opening.

De machine moet dus voldoende stijfheid hebben om elke significante doorbuiging van het gereedschap te voorkomen, wat de nauwkeurigheid van de te bewerken onderdelen zou kunnen aantasten. Een verandering van temperatuur kan ook enige relatieve verplaatsing tussen het gereedschap en het werkstuk veroorzaken, en het ontwerp moet daarvoor zorgen.

Om corrosie te voorkomen, moeten waar mogelijk niet-metalen materialen worden gebruikt. Wanneer sterkte en stijfheid vereist zijn, moeten de met kunststof beklede metalen worden gebruikt. Het materiaal dat wordt gebruikt om het werkstuk vast te houden, wordt blootgesteld aan anodische aantasting en Ti lijkt het meest geschikt vanwege zijn passiviteit. Wanneer verschillende metalen met elkaar in contact komen in de aanwezigheid van de elektrolyt, vooral wanneer de machine inactief is, kan corrosie optreden.

Om dit te minimaliseren, moeten de metalen die in contact komen zo worden gekozen dat ze niet veel verschillen in hun elektrochemisch gedrag. De glijbanen kunnen niet permanent worden beschermd en zijn daarom zwaar met vet bedekt. Soms kan een corrosiebescherming worden geboden door een kleine elektrische potentiaal in een zodanige richting aan te leggen dat de hele structuur elektrochemisch edeler wordt. Dit is algemeen bekend als kathodische bescherming.

De pomp is het belangrijkste element van de hulpinstallatie. Over het algemeen worden verdringerpompen (vergelijkbaar met tandwielpompen) van roestvrij staal gebruikt. De tank voor de elektrolyt, de pijpleiding en de kleppen zijn normaal gesproken gemaakt van PVC.

---

9. Effecten van ECM op materialen:

In tegenstelling tot conventionele bewerkingsprocessen verloopt de materiaalafname bij ECM soepel en behoedzaam. Hierdoor is de maximale restdrukspanning in het werkstukoppervlak zeer laag. Bovendien is de diepte van de werkgeharde oppervlaktelaag verwaarloosbaar. Wanneer de diepte van de werkgeharde oppervlaktelaag respectievelijk ongeveer 0,5 mm en 1,5 mm is voor draaien en frezen, is dat in ECM slechts ongeveer 0,001 mm. Evenzo is de orde van grootte van de restspanning in een oppervlak dat is bewerkt met een conventioneel proces ongeveer 50 kg / mm ² , terwijl dat met ECM bijna nul is.

Dit resulteert in een 10-25% lagere vermoeiingssterkte van de door ECM geproduceerde onderdelen. Dit komt doordat de microscheuruiteinden bloot komen te liggen aan het door ECM geproduceerde oppervlak en ook omdat het proces een spanningsvrij oppervlak achterlaat. Om de vermoeiingssterkte te vergroten, kunnen sommige mechanische processen (bijv. mechanisch polijsten, glasparelstralen en dampstralen) worden gebruikt.

---

10. Kenmerken van ECM:

---