Wat is elektrochemisch slijpen en hoe wordt het gedaan?

Wat is elektrochemisch slijpen (ECG)?

Elektrochemisch slijpen is een proces waarbij elektrisch geleidend materiaal wordt verwijderd door te slijpen met een negatief geladen slijpschijf, een elektrolytvloeistof en een positief geladen werkstuk.

Van het werkstuk verwijderde materialen blijven in de elektrolytvloeistof. Elektrochemisch slijpen is vergelijkbaar met elektrochemisch bewerken, maar gebruikt een wiel in plaats van een gereedschap in de vorm van de contour van het werkstuk.

ECG is een hybride proces dat elektrochemische bewerking en slijpen combineert. Elektrochemische bewerking is een elektrolytische bewerking waarbij het werkstuk een anode wordt en het snijgereedschap (in het geval van ECG, een slijpschijf) de kathode.

Wanneer er een gelijkstroom vloeit tussen de anode en de kathode, ontstaat er een reactie die lijkt op galvaniseren, maar in plaats van materiaal van de anode te nemen en het op de kathode af te zetten, wordt het materiaal van de anode verwijderd en weggespoeld in de elektrolytvloeistof .

ECG gaat nog een stap verder met elektrochemisch verspanen door het metaal mechanisch te snijden met de slijpschijf en tegelijkertijd het materiaal elektrochemisch op te lossen. "De theorie is dat je de hardheid van het materiaal kunt verminderen en het tijdens het slijpen gedeeltelijk kunt ontleden, zodat de slijpschijf met veel minder kracht snijdt.

In sommige opzichten is ECG vergelijkbaar met conventioneel slijpen, sommige van dezelfde regels zijn van toepassing. Programmeren en instellen werken bijvoorbeeld ongeveer op dezelfde manier. Het vasthouden van werk lijkt ook erg op elkaar, het enige verschil is dat de armaturen voor ECG's gemaakt moeten zijn van corrosiebestendig materiaal en elektrisch contact met het werkstuk mogelijk moeten maken.

Proceskenmerken

• De wielen en het werkstuk zijn elektrisch geleidend.
• De gebruikte wielen gaan veel slijpbeurten mee – doorgaans wordt 90% van het metaal verwijderd door elektrolyse en 10% van de slijpschijf.
• In staat om gladde randen te produceren zonder de bramen veroorzaakt door mechanisch slijpen.
• Produceert geen merkbare warmte die het werkstuk zou vervormen.
• Ontbindt het werkstuk en zet het af in de elektrolytoplossing. De meest voorkomende elektrolyten zijn natriumchloride en natriumnitraat in concentraties van 2 lbs. per gallon.

Een nadere blik op ECG (elektrochemisch slijpen)

In vergelijking met elektrochemische bewerking is elektrochemisch slijpen relatief vergelijkbaar. Kortom, het is een combinatie van een elektrochemisch proces en een maalproces dat wordt gebruikt voor het verwijderen van metaal. Je hoort het misschien ook wel "anodisch verspanen" of "elektrolytisch slijpen".

Daarbij wordt de rol van een kathode gespeeld door de slijpschijf, terwijl de rol van een anode door het werkstuk wordt gespeeld. Een aantal elektrolyten kan in het proces worden gebruikt, waaronder natriumnitraat, natriumchloraat, natriumhydroxide, natriumcarbonaat, enz.

Een cirkelvormige metalen plaat dient als slijpschijf en bestaat uit schurende deeltjes diamantstof, aluminiumoxide, boorcarbide en siliciumcarbide.

Wanneer tussen de slijpschijf en het werkstuk elektrolytische vloeistof wordt gepompt, ontstaat er een reactie. Deze reactie, tussen het werkstuk en de elektrolytische vloeistof, dient om het grootste deel van het metaal te verwijderen.

Het schurende materiaal van de slijpschijf verwijdert in feite minder dan 5% van het ongewenste materiaal van het werkstuk. Voor de geïnteresseerden, de slijpschijf heeft een rotatiesnelheid die wordt aangehouden tussen maximaal 2000 m/min en minimaal 1200 m/min.

Waarom elektrochemisch slijpen gebruiken?

ECG biedt verschillende aantrekkelijke procesfuncties, waaronder de volgende:

• Breed verwerkingsbereik en sterk aanpassingsvermogen
• Goed economisch en klein slijtageverlies van slijpschijf
• Uitstekende verwerkingskwaliteit
• Hoge productiviteit

Elektrolytselectie

Een belangrijke factor die de verwerkingskwaliteit en productiviteit van elektrochemisch malen beïnvloedt, is de elektrolyt. De reden hiervoor is dat de elektrochemische reactie van de anode direct wordt beïnvloed door de elektrolyt.

Geen schade toebrengen aan het menselijk lichaam en ervoor zorgen dat de machine in kwestie geen aanleiding geeft tot roest, zijn beide belangrijke vereisten van een elektrolyt. Houd rekening met deze vijf vereisten bij het selecteren van een elektrolyt. De elektrolyt moet:

• Heb een rijke bron, een lage prijs en een goed economisch effect. Het mag niet gemakkelijk worden geconsumeerd tijdens de verwerking.
• Niet schadelijk zijn voor het menselijk lichaam.
• Creëer geen stof op armaturen en machines.
• Om een ​​hoge productiviteit te bereiken, moet u een goede geleidbaarheid hebben.
• Een goede oppervlakteruwheid en maatnauwkeurigheid hebben.

Elektrochemische slijpapparatuur

Ofwel een elektrochemische machine op professioneel niveau of, door het gebruik van een draaibank of conventionele slijpmachine, kan een aangepaste machine worden gebruikt voor elektrochemisch slijpen.

Voor elektrochemisch slijpen is een DC-voeding met instelbare spanning vereist. Bovendien passen centrifugaalpompen, apparaten om te filteren, een apparaat voor geforceerde luchtafzuiging of neutralisatie, buizen, mondstukken en meer in het werkproces van elektrochemisch malen en de gebruikte apparatuur.

Tolerantie

Dit soort slijpen wordt meestal gebruikt omdat het zeer harde metalen kan vormen en ook omdat het een chemisch reductieproces is, gaat de schijf langer mee dan een normale slijpschijf.

Dit type slijpen heeft verschillende soorten wielen, dus het kan metalen vormen tot wat ze maar willen.

Produceert een gladder, braamvrij oppervlak en veroorzaakt minder oppervlaktespanning dan andere slijpmethoden.

Toepassingen van elektrochemisch slijpen

Elektrochemisch slijpen wordt vaak gebruikt voor harde materialen waar conventionele bewerking moeilijk en tijdrovend is, zoals roestvrij staal en sommige exotische metalen. Voor materialen met een hardheid van meer dan 65 HRC kan ECG een materiaalverwijderingssnelheid hebben die 10 keer hoger is dan die van conventionele bewerking.

Omdat ECG weinig slijtage met zich meebrengt, wordt het vaak gebruikt voor processen waarbij het oppervlak van het onderdeel vrij moet zijn van bramen, krassen en restspanningen. Vanwege deze eigenschappen heeft elektrochemisch slijpen een aantal nuttige toepassingen.

• Slijpen van turbinebladen
• Het malen van honingraatmetalen voor ruimtevaarttoepassingen
• Injectienaalden slijpen
• Bewerking van hardmetalen snijgereedschappen
• ECG wordt gebruikt om oppervlaktedefecten te verwijderen van onderdelen waar overmatige materiaalverwijdering en restspanningen ongewenst zijn, zoals het opnieuw profileren van locomotiefversnellingen
• Verwijderen van vermoeiingsscheuren van onderwaterstaalconstructies. In dit geval fungeert zeewater zelf als elektrolyt. Diamantdeeltjes in de slijpschijf verwijderen alle niet-geleidende organische stoffen, zoals algen, voordat het elektrochemisch slijpen begint.

Voordelen van elektrochemisch slijpen

Een van de belangrijkste voordelen van elektrochemisch slijpen is de minimale slijtage die het slijpschijfgereedschap ondervindt. Dit komt omdat het grootste deel van het materiaal wordt verwijderd door de elektrochemische reactie die plaatsvindt tussen de kathode en de anode.

De enige keer dat schurend slijpen daadwerkelijk plaatsvindt, is bij het verwijderen van de film die zich op het oppervlak van het werkstuk ontwikkelt. Een ander voordeel van elektrochemisch slijpen is dat het gebruikt kan worden om harde materialen te bewerken.

Harde materialen vormen een probleem voor andere soorten bewerkingen vanwege de gereedschapsslijtage die gepaard gaat met het bewerken van harde materialen. Het is misschien een beetje een verrassing dat elektrochemisch slijpen materiaal van een hard oppervlak kan verwijderen en minimale slijtage kan ervaren.

Omdat het meeste materiaal door elektrochemische reacties wordt verwijderd, ondervindt het werkstuk geen schade door hitte zoals bij een conventioneel slijpproces.

Nadelen van elektrochemisch slijpen

Elektrochemisch slijpen heeft ook enkele nadelen. Het systeem bestaat uit het anodewerkstuk en de kathodeslijpschijf. Om die voorwaarden te creëren, moeten zowel het werkstuk als de slijpschijf geleidend zijn.

Dit beperkt de soorten werkstukmaterialen die geschikt zijn voor elektrochemisch slijpen. Een ander nadeel van elektrochemisch slijpen is dat het alleen van toepassing is op vlakslijpen. Het is niet mogelijk om elektrochemisch slijpen toe te passen op werkstukken met holtes, omdat de slijpschijven de filmafzetting in de holte niet kunnen verwijderen.

Een ander nadeel is dat de elektrolytische vloeistof corrosie kan veroorzaken aan het werkstuk en de slijpschijfoppervlakken. Ten slotte is elektrochemisch slijpen ingewikkelder dan traditionele bewerkingsmethoden. Dit vereist meer ervaren personeel om de machines te bedienen, wat zal leiden tot hogere productiekosten.