电解加工在航空工业中的应用前景(精)
电解在工业上的应用
电解在工业上的应用电解是一种利用电流引发化学反应的技术,已广泛应用于工业生产中。
它能够实现原料的电化学分解、合成和纯化,对于提高产品质量、降低生产成本具有重要作用。
本文将介绍电解在工业上的应用。
1. 电解制氯和氢气电解盐水是制取氯气和氢气的重要方法之一。
通过将盐水(氯化钠溶液)置于电解槽中,并通过电流通入,就可以使盐溶解成氯离子和钠离子。
氯离子在阳极发生氧化反应,生成氯气,而钠离子在阴极发生还原反应,生成氢气。
这种方法不仅可以高效地制取氯气,还可以获得高纯度的氢气。
2. 电解精炼金属电解精炼是一种常用的金属提纯方法。
例如,电解精炼铜是通过将含有杂质的铜溶液置于电解槽中,使铜离子在阴极上还原成纯铜,而杂质则在阳极上析出或溶解。
通过这种方法,可以获得高纯度的铜,用于制造电线、电缆等产品。
3. 电解制取铝电解制取铝是一种重要的铝生产方法。
铝的主要原料是氧化铝,通过将氧化铝溶解在熔融的氟化铝熔体中,置于电解槽中,并通入电流。
氧化铝在阳极发生氧化反应,生成氧气,而铝离子在阴极发生还原反应,生成纯铝。
这种方法不仅可以高效地制取铝,还可以控制铝的纯度和形状,满足不同工业需求。
4. 电解制取碱金属电解制取碱金属是一种重要的碱金属生产方法。
碱金属包括钠、钾等,它们在自然界中主要以盐矿的形式存在。
通过将盐矿溶解在水中,置于电解槽中,并通过电流通入,就可以使盐矿中的金属离子在阴极上还原成金属。
这种方法不仅可以高效地制取碱金属,还可以实现对碱金属的纯化。
5. 电解水制氢气电解水制氢气是一种可持续能源发展的重要途径。
通过将水置于电解槽中,并通入电流,就可以使水分解成氢离子和氧离子。
氢离子在阴极发生还原反应,生成氢气,而氧离子在阳极发生氧化反应,生成氧气。
这种方法不仅可以高效地制取氢气,还可以实现对水资源的可再生利用。
总结起来,电解在工业上的应用非常广泛。
它可以用于制取氯气、氢气、铝等重要物质,还可以实现金属的精炼和纯化。
电解加工技术的应用和发展
电解加工技术的应用和发展*
范植坚1,杨 森1,唐 霖2
(1.西安工业大学 机电工程学院,西安 710032;2.哈尔滨工业大学 机电工程学院,哈尔滨 150001)
摘 要: 结合电解加工技 术 应 用 发 展 的 关 键,综 述 了 促 进 电 解 加 工 技 术 进 步 的 重 要 研 究 工 作,列举了计算机技术在电解加工工艺、阴极设计、控 制 和 设 备 方 面 的 部 分 应 用 实 例 以 及 微 细 电化学加工的研究进展,阐述了复合、组合集成是拓 宽 电 解 加 工 应 用 范 围 的 有 效 途 径 的 理 念. 分 析 了 目 前 航 空 、航 天 、兵 器 工 业 对 电 解 加 工 需 求 增 长 以 及 石 油 采 掘 对 电 解 加 工 的 需 求 异 军 突 起 的 情 况 ,电 解 加 工 技 术 的 日 臻 完 善 和 新 的 发 展 机 遇 预 示 着 电 解 加 工 的 春 天 到 了 . 关 键 词 : 电 解 加 工 ;计 算 机 技 术 ;复 合 和 组 合 ;微 细 电 化 学 加 工 中 图 号 : TG662 文 献 标 志 码 : A
* 收稿日期:2012-04-25 作 者 简 介 :范 植 坚 (1943-),女 ,西 安 工 业 大 学 教 授 ,主 要 研 究 方 向 为 特 种 加 工 .E-mail:zhijianfan@xatu.edu.cn.
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西 安 工 业 大 学 学 报 第 32 卷
工的研究始于80年代中 期,1986 年 波 兰 华 沙 工 业 大学的 J.Kozak 提 出 以 棒 状 阴 极 作 旋 转 运 动, Kozak等开发了可 实 现 对 电 解 加 工 过 程 模 拟 的 计 算机辅助工程软件 CAE-ECM,根据阴极运动轨迹 求解工件形状或由给定工件形状反求阴极运动轨 迹,利用工艺试验 进 行 验 证,这 种 方 法 已 为 多 国 学 者 接 受 [45-48].南 京 航 空 航 天 大 学 采 用 直 线 刃 阴 极 数 控展成电解加工整体叶轮已在航空发动机上得到 应用,针对 闭 式 整 体 构 件 受 刀 具 可 达 性 限 制 的 问 题,提出采用近成 形 阴 极 数 控 电 解.开 发 的 数 控 展 成电解加工软件 包,具 有 叶 片 型 面 的 数 据 处 理、数 控加工的展成运动轨迹运 算 及 仿 真 等 功 能 , [27,49-51] 如图1所示.
电加工技术在航空发动机制造中的应用
工 其结构为薄壁筒形
或 薄 壁环 形 ,材 料 为钛 合 金 、不 锈 钢 、高 温耐
图 2
热合金等,在机匣内外壁上均布有多组尺寸形状相同,
但构型复杂的减重 型槽和安装 凸台。机 匣毛坯 多为铸造
或锻造的圆筒或圆环 , 从毛坯机加工至复杂结构的机匣
成品 ,去除量 将近23 /或更 多 。去 除大 余量的难 切削材 料 、加 工如此复杂的薄壁件 , 用数控切削加工非 常困 采
难 ,而 采用若干个不 同形状 的阴极在 均布的不 同工位上
却 涡轮叶 片和 导 向器叶片 上 的气膜 孔 ,特 别是深 小孔
重 复电解加 工 ,则可充分发挥 电解加 工的特点 ,比机械
合金 的采用 ,以及超精 密、 超
零件 加 工 易产 生 的变 形 ( 图2 见 )。 ( ) 机 匣 型 面 加 4
薄、 大扭角等特殊结构叶片的
出现 ,对 电解加 工又 提 出了更 高 的技术 要求 ,使 电解加 工成 为航 空发动 机叶 片制造 中主 要 的、 不 可缺 少的优选工艺 技术 之一 ( 见图1 )。 ( )异型孔加 工 异 型孔 ml 电解加工的叶片 2 加 工是 电解加 工在航 空制造中的另一种典型应用 ,主要
提高 几倍 、十 几倍 。如航空发动机进 口导流叶片上深扁 防冰孔 ( 扁孔截面3 4 mm×1 4mm,长边两端足 . mm, 1 7
性 能得到 了很 大 的提高 ,为 了保证 在高 速 、高压 、高 温 、重载等苛刻条件下发动机 工作的可靠性 ,航空发动 机大量采用 了新结构 、新材料 的零组件。新结构的零件 结构更加复杂 ,新材料使加 工变得越加 困难 ,这就给机 械加工带来 了难题 ,提 出了新的挑 战。鉴于对有特殊要 求的零件用传统的机械加工方法很难 完成 ,也 难以达到 经济性 的要求 ,电加工技术在航空发动机制造 中发 挥了 重要作用 ,并在航空制造领域 中得到 了较好 的应 用与发
精密电解加工在航空发动机整体结构件制造中的应用
精密电解加工在航空发动机整体结构件制造中的应用困扰航空发动机整体复杂结构件加工制造的问题主要表现在两个方面:一是整体复杂结构件从毛坯件加工成形的材料去除量普遍偏大,加之多采用难切削材料,如大型风扇、压气机前段一二级整体叶盘、各类风扇和压气机机匣等;二是某些结构件设计(如复杂的曲面形状、超薄的结构、狭小的空间等)带来的加工困难、精度和表面粗糙度难以保证等问题,如各种超薄弯扭的叶片、燃烧室薄壁壳体、扩压器异形通道结构、压气机末段四五级高温合金整体叶盘等。
实践表明,不可能采用或局限于一种加工方法解决各种整体复杂结构件加工制造面临的所有问题,而应根据结构件的具体情况选择合适的加工方法,甚至是多种方法的组合才能形成最经济合理的工艺路线。
精密电解加工技术不失为一种重要工艺方法[1]。
电解加工是一项历史悠久的传统特种加工技术,工艺优势表现在加工效率高、无应力。
近年来,电解加工取得了较大进步和发展,采用高频窄脉冲电流、阴极振动和电解液全自动精密过滤等多项先进技术,使得电解加工工艺过程的稳定性、可靠性和加工精度大幅提升,奠定并拓展了工艺技术的应用空间,也必将在航空发动机整体复杂结构件加工制造中发挥举足轻重的作用。
本文介绍航空发动机中典型的整体结构件叶片、机匣壳体和整体叶盘的精密电解加工应用情况,说明其必要性、合理性、需要解决的问题及今后的应用前景。
叶片电解加工虽然整体叶盘有逐步取替代部分叶片的趋势,但目前及今后相当一段时期内,叶片仍是航空发动机中采用的种类最多、批量最大的零件。
从电解加工技术出现到20 世纪80 年代末,叶片电解加工被国内外普遍采用,此后由于数控铣削和叶片精铸、精锻技术的快速发展,更重要的是叶片电解加工本身存在的加工精度不高,叶片型面还要后续的整形抛光以及设备技术落后、电解液过滤与产物处理繁琐等问题一直没有很好地得到解决,使得叶片电解加工发展出现停滞,在国内表现得更为明显,除了在一些老型号的发动机叶片量产中仍然采用并发挥主要作用外,新机型研制中没有采用。
简述电加工技术在大飞机制造中的应用
104 航空制造技术·2011 年第 13 期
技术前沿
TECHNOLOGY FRONT
和范围,介绍了电加工技术在实施过 程中的重要性和特点,并对以电加工 技术为例的特种加工技术在大飞机 机体研制和生产中的进一步推广和 发展提出了相应的建议。
总结与启示
综上所述,作为航空发动机制造 技术重要组成部分的电加工技术在 大飞机制造技术中也占有一席之地, 并具有发展改进空间。在大飞机制 造这种系统性、综合性的制造技术中 也属于不可忽视的一环。
求,并需要根据应用对象的特点和相 关要求,进行针对性的改进,以适应 不同结构或材料制造的需求;
(3)大 飞 机 的 制 造 技 术 是 多 种 工艺、检测技术的综合体,在研制和 生产过程中,需要对包括特种加工技 术在内的多种工艺技术进行全面地 考虑研究,合理地确定各种工艺技术 的实施阶段和所要达到的技术指标, 从而达到最为优化的综合性制造技 术实施途径,满足我国大飞机研制生 产的需求。
参考文献
[1] 杨景佐 . 飞机总体设计 . 北京:航空 工业出版社 ,1991.
[2] Lombando D A 业出版社 ,2006.
[3] 《航空制造工程手册》总编委会 . 航 空制造工程手册—特种加工分册 . 北京:航空 工业出版社 ,1996.
电火花表面合金化技术主要用 于起落架收放作动筒、襟翼作动筒、 环控系统摇臂等具有耐磨需求的功 能件的表面改性。
电火花表面合金化技术应用于 这些功能件表面改性时,主要表现出 以下特点:
a. 表面合金层的厚度相对很小, 通常情况下在 0.15mm 以内,对基体 内部的影响相当微弱,只能改变基体 材料的表面性能;
电加工技术在航空发动机上的应用
联 的尺 、 r  ̄ I 1 f " f . 保证 ,成 了该零 件 的 嘤 问题 ,由 I
I , 然 设 计捉 l L } l n亥 结 构形
式, 为 【 : 艺 能 想 办 法满 要 求 ,加 J : 时 果 川 4[ { 1 的 J j d l 数控 铣 J 未l : 进 行托 削D i 1 拉f l j l j 时 机 兰轴 必 须将 定 向功能 打 ,吃 刀 为0 . 0 3 mm,帆 j 1 勺 进给艟 ” r 以 相 对给 一些 ,
电加 技 术的 发 腱 方 向。
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2
1 . 电火花 加工技术应 用
电 火 化 I I 足 一种  ̄ - i J J - 1 l 电能 和热 能 去 除 槿 材
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器 ,通 过 制定 J 二 装 来满 足 h i 1 工要 求 。
2 . 结语
针 对现 航 窄 产 品 , j 不是所彳 丁 的 产品 都 需 嘤 J H 到特种加 I : ,在 某 或 个别 航空 产 中 ,个 别T J 要 用 剑特 种 加 工 ,同时 『 l t 于 航 产 品 的特 殊 性 ,
电加工技术在航空发动机上的应用
沈 阳黎明航 空发动机 ( 集 团)有 限责任 公司技术 中心
电加 工四级技 术专家
} U加 I : 技 术作 为特种 加 I : 技术的 ・ 个 瞳婴 分 支 = ,发挥 着不, 替 代 的 作 『 { 】 。 本 文 重 点 介 绍 电 火 花 、l 乜 解等 典 I 乜 加 工技 术 新 型 航空 发动 机 涡 轮 1 1 r 片 、整 体叶 盘 等 关键零 部 什 ・ 卜 的 应 用 ,以 及 先 进
电解加工技术及其应用
电解加工技术及其应用
1什么是电解加工技术
电解加工技术是一种利用电解原理来切削、刻蚀等加工材料的方法。
它是利用电极与工件之间通入电解液或氧化物熔体,在一定的电场作用下,使工件上的物质在界面运动的过程中发生化学变化,从而达到切削、刻蚀等目的。
2电解加工技术的优势
相比传统机械加工,电解加工技术具有以下优势:
1.可以切削复杂形状的工件;
2.可以切削高硬度、高脆性、难以加工的材料;
3.可以切削高精度和高表面质量的零件;
4.没有机械切削过程中产生的热变形、毛刺等问题;
5.可以节约原材料、降低生产成本。
3电解加工技术的应用
电解加工技术广泛应用于模具、航空航天、汽车制造、仪表、医疗设备等领域。
具体应用包括:
1.制造高精度模具和模板;
2.加工超硬合金、陶瓷、钨钢等材料的零件;
3.制造微细孔、花纹、图案等细节部分;
4.制造超平面、3D曲面、球面等各种形状的零件;
5.制造高质量的电极、电介质等器件。
总之,电解加工技术是一项高效、高精度、高表面质量的加工技术,将会越来越多地应用于各个领域中。
电解加工发展趋势
电解加工发展趋势
电解加工是一种通过电解作用来改善材料物理性质和表面质量的加工方法。
随着材料科学和工艺技术的发展,电解加工正朝着以下几个方向发展:
1. 精密加工:随着对材料加工精度要求的不断提高,电解加工正朝着更高精度的方向发展。
通过改进电解加工设备和工艺参数,可以实现更精确的加工效果,提高加工精度。
2. 高效加工:为了提高生产效率,电解加工正朝着高效加工的方向发展。
通过优化电解液的组成和浓度,改进电解加工设备和工艺参数,可以提高加工速度和产能,实现高效加工。
3. 绿色加工:随着人们对环境保护意识的增强,电解加工正朝着绿色加工的方向发展。
通过减少或替代有害的电解液和改进废液处理等措施,可以减少对环境的污染,实现绿色加工。
4. 多功能加工:随着材料多样化和功能化的需求增加,电解加工正朝着多功能加工的方向发展。
通过改进电解加工设备和工艺参数,可以实现对各种不同材料的加工,满足不同的功能需要。
5. 智能化加工:随着人工智能和自动化技术的发展,电解加工正朝着智能化加工的方向发展。
通过引入智能控制系统和自动化设备,可以实现电解加工的自动化和智能化,提高工作效率和加工质量。
总的来说,电解加工正朝着精密、高效、绿色、多功能和智能化的方向发展,以满足不断变化的市场需求和工业发展的要求。
电解加工
前言随着高精度复杂零件的不断出现,传统的加工方法越来越难满足工程上的需要。
从而特种加工方法产生了。
电解加工作为先进制造技术中的一支重要方面军,在制造业中发挥着重要的作用。
它对难加工的材料可以以柔克刚,对形状复杂的零件可以一次成型,并以表面质量好、生产率高、无工具损耗、无切削应力等优点。
我国最早研究并成功应用电解加工技术是原兵器工业部西安昆仑机械厂的深孔和膛线加工。
从1958年建立第一个研究基地至1965年全国首届电解加工学术会议召开,电解加工在航空、航海、航天及部分民用工业迅速推广。
20世纪70年代进入“爬坡”阶段,为了解决加工精度的问题,国内外先后提出混气电解加工、钝性电解液、工频脉冲电流、振动进给等工艺措施。
90年代后,华南理工大学在近代功率电子技术发展基础上研究的高频窄脉冲电流电解加工电源,进一步强化了电解加工系统的“非线形”。
西安昆仑机械厂和西安工业学院联合研制的CNC同步控制电解加工参数和阴极运动轨迹解决了大缠角混合膛线的加工难问题。
但是由于加工间隙的电场、流场、磁场及阴极溶解动力学因素的交互影响,电解加工过程十分复杂,阻碍着该项技术想纵深发展,比如对其过程的监测和控制非常困难,迄今为止,除了在个别应用对象上有所突破外,还没有通过的在线直接测量加工间隙的有效手段。
不均匀的间隙分布使工具阴极设计成为一项难度很大的工作,在对新的加工对象进行阴极研制的过程中往往要对阴极进行多次修正。
此外,从绿色制造的角度,电解加工产生的大量产物和废液需要处理。
随着21世纪信息、生物、微纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需求,微细加工将成为制造相应装备的重要手段,电解加工进行材料去除是以离子溶解的形式进行的,这种去除方式使得电解加工具有微细加工的可能。
目前国内外制造业均十分关注微细电化学加工的发展,将电解加工高速去除金属的理念用到传统电化学过程中,是促进该项技术进步的有效途径,微细电化学加工就不仅仅指静态条件下的掩膜电化学刻蚀了。
电解加工在航空工业中的应用前景(精)
电解加工在航空工业的应用前景电解加工是近代才被采用的一种新型的加工方法。
我国在 1958年首先在膛线加工中应用,后来逐渐地在深孔、花键孔、链轮、内齿轮、叶片、异形零件和模具制造等的方面推广而来。
如今,电解加工已经是一种成熟的特种加工技术。
它区别与冷加工,热加工,机械加工,而是利用化学能进行加工,完美的将化学工业与机械工业结合起来。
电解加工及其复合加工今年来在航空航天工业的应用越来越多。
电解加工以其加工速度快,便面质量好,不怕材料强、硬、韧个,无宏观机械切削力,工件阴极无损耗,可用同一个成型阴极作单方向送进而成批加工复杂型腔、型面、型孔的等优点, 在航空制造应用领域甚广。
叶片是航空发动机、汽轮机的重要零件。
以前叶片的加工是靠在铣床上用靠模进行铣削,效率非常低,据综合统计,由于航空发动机叶片数量多且难加工,用传统切削方法加工约占整台发动机加工劳动量的 30%以上。
而相对于叶片的几何结构及采用的材料,电解加工却能充分发挥其技术特长。
我国、苏联、英国早在 20世纪50年代末、 60年代初就开始采用电解加工叶片,尽管由于叶片精密锻造、精密铸造、精密辊轧技术的提高有更多的叶片采用精密成形,使电解加工叶片的数量有一些减少,但随着叶片材料向高强、高硬、高韧性方向发展和钛合金、钴镍超级耐热合金的采用,以及超精密、超薄、大扭角、低展弦比等特殊结构叶片的出现,对电解加工又提出了新的,更高的要求,电解加工依然是优选工艺方法之一。
特殊类型的孔加工是电解加工在航天制造中的另一种典型应用, 主要包括难切削材料构件上的深小孔、型孔加工。
如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的许多小孔 , 特别是深小孔和呈多向不同角度分布的小孔 , 用普通机械钻削方法特别困难 , 甚至不能加工 ; 而用电火花、激光加工又有表面再铸层问题 , 且加工孔深也有限 ;采用电解方法则加工效率、加工质量明显提高 , 加工孔深大大增加 , 还可以采用复合多孔加工方式 , 使加工效率提高几倍、十几倍。
电解加工的原理和应用范围
电解加工的原理和应用范围1. 什么是电解加工?电解加工是一种利用电解现象进行金属加工的方法。
它基于金属在电解液中受到电化学反应的影响而进行加工,通过电解液对金属的溶解和析出作用,实现对金属材料的切削、腐蚀、抛光等加工操作。
电解加工具有高效、精度高、表面平整等优点,广泛应用于工业生产中。
2. 电解加工的原理电解加工的原理基于电解液对金属的溶解和析出作用。
在电解加工过程中,将工件和加工电极作为电解槽的阳极和阴极,通过施加电压和控制电流,使得电解液中的离子在阳极处溶解,同时在阴极处析出。
电解加工的原理主要包括以下几个方面:2.1 阳极溶解在电解加工过程中,将金属工件作为阳极,通过施加电压使其与电解液发生反应。
在阳极处,金属发生氧化反应,阴极则发生还原反应。
这种反应过程导致金属工件的阳极溶解,使其表面发生腐蚀。
2.2 阴极析出在电解加工中,阴极产生的电子在电解液中进行还原反应,从而使电解液中的离子发生析出,沉积在金属工件的表面。
阴极析出过程可以用来控制金属工件表面的形状、尺寸和光洁度。
2.3 电流密度分布电解加工中,电流密度分布对加工结果具有重要影响。
电解加工过程中,工件的几何形状决定了电流密度分布的不均匀性。
因此,在电解加工中,需要通过设计阴极形状和控制电流密度,以实现对金属工件的准确加工。
3. 电解加工的应用范围电解加工在工业生产中有着广泛的应用范围,下面列举了几个常见的应用领域:3.1 制造业电解加工在制造业中具有重要地位。
它可以应用于各种金属材料的切削、抛光、粗加工和精细加工等工艺。
例如,在模具制造中,电解加工可以用于模具的修复和维护,提高模具的寿命和加工精度。
此外,电解加工还可以用于珠宝和手表制造中,用于制作精细的花纹和纹理。
3.2 集成电路制造电解加工在集成电路制造中起着重要作用。
它可以用于半导体芯片的刻蚀和电镀过程。
在半导体制造中,电解加工可以实现对电路结构的精确加工,提高芯片的性能和稳定性。
电解加工在航空制造中的应用及发展
电解加工在航空制造中的应用及发展现今,在我国经济水平逐步提升,科学技术快速发展的情况下,各项事业均获得了空前的发展机遇。
我国航空工业现今已经取得了较大的成绩。
其中电解加工技术发挥了重大作用,亦凸显了发展技术的重要性。
为了对电解加工在航空制造中的应用与发展进行深入分析。
文章从多个方面,包括孔型加工、环件消磨、铣削加工、整体叶盘、叶片型面等多方面入手,对电解加工技术的应用进行了详细分析。
在此基础上,结合国内外先进经验,对电解加工技术在航空制造中的发展做出了展望。
标签:电解加工技术;航空制造;技术产业前言电解加工技术是对传统切削加工技术的创新,亦是现今科学技术不断发展的新型产物。
电解加工技术能够直接对电能、电化学能进行利用,进而对工件进行科学的加工,与传统切削加工技术之间存在着比较大的差异。
同时,电解加工技术不仅在加工的过程中不需要依靠机械能,仅需要对其他能量进行直接或者符合的利用。
在加工过程中使用的材料能够达到“以柔克刚”的目的。
现今,电解加工技术已经被航空制造所广泛应用。
文章的相关研究成果,将能够更加直观的了解其应用现状,以及未来的发展趋势。
1 电解加工技术在航空制造中的应用1.1 小孔与异形孔加工航空制造当中存在着诸多比较复杂的零部件,例如发动机涡轮叶片、火焰筒零部件等。
该类型部件上均存在着大量的气膜孔。
由于气膜孔的数量比较多,孔眼比较小,空间位置十分复杂,对质量和精度要求比较高。
一般采用传统的切削加工技术并不能够完全满足需求。
为此,采用电解加工技术,利用多轴数控电火花进行高速打孔,能够保证打孔的质量,且能够保证一定的打孔效率。
但是,采用电火花进行高速打孔时,加工中所出现的工艺参数对重熔层的厚度会产生一定影响。
尤其单个脉冲能量更会对重熔层产生巨大影响。
为此,在采用该技术进行小孔与异形孔加工时,必须重视对单个脉冲能量进行控制。
1.2 蜂窝密封环件电火花磨削加工航空制造中,发动机上回使用到蜂窝密封环件,一般是由厚度仅为0.05mm 的高温合金薄片制作而成。
电解原理的工业应用
电解原理的工业应用电解原理是一种通过电流将化学反应进行的方法。
在电解过程中,通过电解质溶液中的电流在阴阳极之间传递,导致阳极上的材料氧化,在阴极上还原。
这种过程可以使用在多种工业应用中。
下面我们来看看电解原理在工业领域中的应用。
1. 金属的电镀电镀是一种通过将金属沉积在另一种金属或者非金属物质上制造起保护层或美化物品的技术。
这种过程中,使用电解质溶液,然后在阳极和阴极之间传送电流。
阳极制造了离子,然后这些离子在阴极上还原成金属沉积。
这种过程通常发生在电解槽中,其中你可以找到阳极和阴极,同时控制电流以及反应的时间。
在生产过程中,可以使用许多不同的电解技术,包括:直流电解、脉冲电解、高频电解、电沉积等。
金属电镀应用广泛,比如镀铬、镀锌、镀镍等。
电镀不仅可以提高金属耐腐蚀性和改善外观以及润滑性等。
而且还可以缩短生产周期、提高效率以及保持安全。
2. 生产金属生产金属是另一个电解原理的应用。
生产金属是将金属离子还原成金属的过程,这通常意味将矿物质熔化成电解质溶液。
这些矿物质溶解时会释放金属离子或者离子化合物,然后通过电积,这些离子在阴极上还原成金属。
这个过程中,阴极作为终点,并且将被沉积的金属电解质通常需要多次冶炼和处理,以提高纯度和制造不同等级的金属产品。
常见的生产金属过程包括:铜电积、锌电积、铝电积、镍电积和铸铁电积等。
这些产品广泛应用于制造家用电器、航空航天、汽车、轨道交通、建筑、机械制造以及莫尔斯市场等。
同时,制造金属也对于环境保护是至关重要的。
3. 废水处理电解原理可以被用于废水处理,特别是在重金属污染的情况下。
电解处理污水的优点,它非常适合处理重金属和有机废水,因为电解技术可以去除重金属离子和污染物的杂质,氧化废水中有害物质,使其变得可燃、易挥发,从而使处理过程更为高效。
为了在废水处理中对其实施电解技术,将废水作为电解质溶液,通过阳极和阴极之间的材料来控制电流。
当电流通过溶液中传递时,会在表面上发生氧化和还原的反应,从而处理废水中有毒污染物,并将其转化为无害物质。
电解加工技术的现状与展望
电解加工技术的现状和展望电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法,具有加工范围广、生产率高、表面质量好、工具阴极无损耗等显著优点,尤其适合于难加工材料和复杂形状零件的加工。
在经历大约20年的低潮后,从20世纪90年代后期起,电解加工又重新焕发了生机。
其研究机构及人员逐渐壮大,使用领域(尤其在航天、航空、兵器领域)进一步扩展,研究成果及论著数量激增,工艺技术水平、设备性能及产业发展均达到了一个新的高度。
工艺技术研究相对传统加工和其他优势特种加工技术而言,电解加工的基础理论较为薄弱,工艺技术尚未成熟。
正因如此,其有待研究、开发的空间也更为广阔。
近期,电解加工工艺技术研究涉及的方向主要集中在微秒级脉冲电流加工、微细加工、数控展成加工、加工间隙的检测和控制及磁场对电解加工的影响等重点领域。
1 微秒级脉冲电流加工自20世纪70年代初起,前苏联、美国、日本、法国、波兰、瑞士、德国等-国家相继开始了对脉冲电流电解加工的研究。
在国内,多家单位也开展了毫秒级脉冲电流电解加工的研究并成功用于工业生产。
随着近代功率电子技术的不断发展,新型快速功率电子开关元件如MOSFET、IGBT等出现,使得微秒级脉冲电流电解加工的实现成为可能。
20世纪90年代以来,微秒级脉冲电流电解加工基础工艺研究取得突破性进展。
研究表明,此项新技术可以提高集中蚀除能力,并可实现0.05mm以下的微小间隙加工,从而可以较大幅度地提高加工精度和表面质量,型腔最高重复精度可达0.05mm,最低表面粗糙度可达0.40μm[1-2],有望将电解加工提高到精密加工的水平,而且可促进加工过程稳定并简化工艺,有利于电解加工的扩大使用。
国内外众多研究机构利用微秒级脉冲电流开展了型腔及叶片型面加工、型腔抛光、电解刻字、电解磨等工艺可行性试验以及气门模具生产加工试验。
2 微精加工微细加工是当前电解加工研究中最热点的方向。
从原理上而言,电化学加工技术可分为2类:一类是基于阳极溶解原理的减材技术,如电解加工、电解抛光等;另一类是基于阴极沉积原理的增材技术,如电镀、电铸、刷镀等。
电解加工在航空航天领域的应用研究
硬度、 度、
性、
性的导电
;②加工速
度不受加工面积的影响,大面积加工时加工效率高;③
n 用 发生电
应
电子
,不存
在毛刺等缺陷;④ 加工过程中阴极和阳极不 触,不
存在机械切削力,加工的 不
变形;⑤加工
于冷加工,表面不
硬层等(3「4)o这些
显著优点使电解加工成为航空航天制造业中的关键加
机植制造®总第666期
点,对航空、航天及军事装备的发展有巨大的推动作
用。整体复杂构件由于
结构形状复杂,采用传统
的车削、
加工技术,
能够
的加工精
度,但是加工
,成
,
对机床的性能要
,而电解加工却能 这些不足。
整体叶盘是发动机的
部件之一,其质量决定
了发动机的性能和寿命,采用整体叶盘结构是
加工 及加工复杂
的方法,这 方法对
结构的加工精度和加工柔性具有
的
意义。
电解加工技术避免了薄壁零件加工易变形的问
题。目前,
体的旋印电解加工技术
,
能完成 体表
的加工。未来,该技术在航空
航天
部件加工中的应用前景
。
4整体复杂构件加工
整体复杂构件现今多应用于航空、航天及军事装
备的发动机
,因体 、质量轻及可靠性高的特
制這・材料
电解加工在航空航天领域的应用研究
口江晨 口杨波 口吴从焰 口张世新
上海航天精密机械研究所 上海 201600
m 摘要:论述了电解加工技术的原理和特 ,从高硬度材料加工、薄壁零件加工、整体复杂构件加工
和微小孔加工等方面分析了航空航天领域中应用电解加工技术对比传统机械加工技术的优势,同时介 绍了电解加工技术在航空航天领域的应用现状。
电解法加工机床在航空航天领域的应用研究
电解法加工机床在航空航天领域的应用研究概述电解法加工机床作为一种高效、精确的加工工艺,在航空航天领域得到了广泛的应用。
本文将深入研究电解法加工机床在航空航天领域的应用,并探讨其优势和存在的挑战。
1. 电解法加工机床的原理和特点1.1 电解法加工机床的原理电解法加工机床是基于电解加工原理的一种机床工艺。
其原理是在电解液中,通过电流的作用下,将阳极金属材料加工成所需形状的阴极模具。
这种加工方法具有快速、高效、精确的特点。
1.2 电解法加工机床的特点电解法加工机床有以下特点:1.2.1 高精度:电解法加工机床可以实现高精度的零件加工,其加工精度可以达到亚微米级别。
1.2.2 无应力:由于电解法加工机床采用非机械性加工方法,因此可以避免由于机械加工引起的应力问题。
1.2.3 无割切力:电解法加工机床是一种非接触加工方法,无需物理性割切,因此可以避免零件表面的划伤和变形。
2. 电解法加工机床在航空航天领域的应用2.1 通用结构件加工电解法加工机床在航空航天领域广泛应用于通用结构件的加工。
通用结构件是航空航天器上用于支撑和连接其他零部件的重要组成部分。
使用电解法加工机床进行通用结构件加工可以实现高精度、高效率的加工过程,确保零件的质量和性能。
2.2 复杂零件加工航空航天器上存在许多复杂零件,如小型涡轮发动机的叶片、涡轮盘等。
这些零件形状复杂、尺寸精确,传统的机械加工方法难以满足要求。
而电解法加工机床可以通过改变电解液的流动速度和电流密度等参数,实现复杂零件的高精度加工。
2.3 轻金属零件加工航空航天领域常用的材料之一是轻金属,如铝合金和钛合金。
这些轻金属具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能。
然而,轻金属的加工难度较大,容易出现刀具磨损、加工热影响区等问题。
电解法加工机床在轻金属零件加工中表现出色,可以快速、精确地加工出复杂的轻金属零件。
3. 电解法加工机床的挑战和未来发展3.1 液膜稳定性问题电解法加工机床在加工过程中需要液膜与工件保持稳定接触,但液膜的稳定性问题是一个挑战。
电解加工技术在航空航天器件制造中的应用研究进展
电解加工技术在航空航天器件制造中的应用研究进展近年来,随着航空航天事业的不断发展,电解加工技术在航空航天器件制造中的应用研究也取得了长足的进展。
电解加工技术作为一种非传统的金属加工方法,以其高效、精细、灵活的特点,在航天器件制造中发挥了重要的作用。
首先,电解加工技术在航空航天器件制造中的应用得到了广泛的推广。
航空航天器件制造对于材料的加工精度、表面质量和形状复杂性要求较高,传统的机械加工方法难以满足这些特殊要求。
而电解加工技术以其能够在微细尺度进行加工,几乎不受材料硬度限制的优势,可以满足航空航天器件制造中的高要求。
例如,在铝合金件精密加工中,传统的机械加工方法容易引起变形和表面划伤,而电解加工技术可以实现高速、高效的加工,提高产品质量和生产效率。
其次,电解加工技术在航空航天器件制造中的应用研究还涉及到新材料的加工和改性。
随着航空航天事业不断发展,新材料的研发和应用成为了一个重要的研究方向。
然而,新材料往往具有较高的硬度、脆性和热稳定性,给传统的机械加工方法带来了困难。
电解加工技术以其在材料加工过程中不产生内应力、热影响区和变形的优势,成为了新材料加工和改性的重要手段。
例如,在航空航天器件制造中广泛使用的高强度钛合金材料,通过电解加工技术可以进行精密加工,提高零件的加工质量和性能。
另外,电解加工技术在航空航天器件制造中的应用研究也涉及到表面处理和功能性加工。
在航空航天器件制造中,表面处理对于材料的性能和寿命具有重要的影响。
传统的表面处理方法往往存在着一定的局限性,如对材料表面的破坏性和加工复杂度较高。
而电解加工技术以其可以在微细尺度上进行加工和调控的特点,可以实现对材料表面的高精度处理,并赋予材料特定的表面功能。
例如,在航空航天器件制造中,通过电解加工技术可以对航空发动机叶片的表面进行微结构化处理,提高其抗氧化性和耐磨性。
此外,电解加工技术在航空航天器件制造中还有一些挑战需要克服。
首先,电解加工技术的加工效率和成本问题需要解决。
航空用燃料电池系统的燃料电解技术研究
航空用燃料电池系统的燃料电解技术研究航空用燃料电池系统一直以来是航空工业领域的一个热门研究方向。
随着航空业的发展和电动飞机的兴起,燃料电池技术成为了一个备受关注的话题。
燃料电池系统中的燃料电解技术是其中一个至关重要的环节,对于系统的性能和稳定性有着至关重要的影响。
本文将围绕航空用燃料电池系统的燃料电解技术展开深入研究。
首先,我们需要明确航空用燃料电池系统的燃料电解技术的定义和意义。
燃料电解技术是指利用外加电能将水或其他溶液中的化合物电解成氢气和氧气的过程。
在航空用燃料电池系统中,燃料电解技术主要用于生产氢气,作为燃料电池电堆的燃料。
通过燃料电解技术,可以实现氢气的快速生成,提高航空用燃料电池系统的效率和性能。
其次,我们需要了解航空用燃料电池系统的燃料电解技术的研究现状。
目前,航空用燃料电池系统的燃料电解技术已经取得了一些进展。
研究者们通过改进电解电极材料、优化电解反应条件等方法,提高了燃料电解技术的效率和稳定性。
同时,一些新型的电解材料和反应机制也被提出和应用到实际系统中,为航空用燃料电池系统的发展注入了新的活力。
接着,我们需要分析航空用燃料电池系统的燃料电解技术存在的问题和挑战。
虽然燃料电解技术在航空领域有着广阔的应用前景,但是在实际应用中仍然面临着一些困难和挑战。
比如高温、高压下的电解反应条件对电解电极材料的稳定性提出了更高的要求,电解产氢的纯度和效率也亟待提高。
此外,航空用燃料电池系统的燃料电解技术与其他系统的集成和稳定性问题也需要进一步研究和解决。
最后,我们需要展望航空用燃料电池系统的燃料电解技术的发展趋势和未来研究方向。
随着科学技术的不断进步和航空工业的发展,航空用燃料电池系统的燃料电解技术必将迎来新的突破和发展。
未来的研究方向可能包括更高效的电解材料的开发、更稳定的反应条件的优化、以及与其他航空系统的集成等方面。
相信在不久的将来,航空用燃料电池系统的燃料电解技术将会取得更大的进展,为航空工业的可持续发展贡献更多力量。
电解加工技术的应用和发展
西 安 工 业 大 学 学 报
Vol.32 No.10
2012年10月 Journal of Xi’an Technological University
Oct.2012
文 章 编 号 : 1673-9965(2012)10-775-10
电极侧壁不需绝缘. 国内外学者对电解电火花复合进行了二十年
不懈研究,取得以下成果:用 于 1~2 mm 的 小 孔 加工,深径比达60以上.加工硬 质 合 金 速 度 为 4~ 10mm/min,加 工 纯 钨 2~4 mm/min,钛 合 金、不 锈 钢 、耐 热 钢 约 为 12~24 mm/min,普 通 碳 钢 15~ 30mm/min,表面粗糙度 Rz=9~20μm;用于成型 加工,比单纯采用电 解 加 工 减 小 了 侧 壁 间 隙 (即 提 高了加工精度),控 制 好 参 数,还 可 提 高 效 率,如 加 工40Cr,在工作 液 压 力 相 同,直 流 电 压 相 同 (复 合 加工在直流电压上 叠 加 脉 冲)的 情 况 下,电 解 加 工 生 产 率 为 105mm3/min,与 电 火 花 复 合,为 360 mm3/min,侧 壁 间 隙 从 0.32 mm 减 小 到 0.15 mm[1-2].但是要真正 用 于 生 产,必 须 解 决 电 解 蚀 除 与 火 花 蚀 除 的 比 例 在 空 间 和 时 间 上 的 控 制 问 题 ,这 也 是 长 期 以 来 一 直 困 扰 该 项 工 艺 推 广 的 关 键 .近 几 年有了突破,文献[9]从 电 解 电 火 花 复 合 电 源 研 制 入 手 ,调 整 电 解 与 火 花 相 的 比 例 ,如 图 8 所 示 ,针 对 复杂的非线性间隙与参数的关系采用模糊控制的 方法,优化了加工精度和表面粗糙度 . [8]
电解原理在工业中的应用的论文
电解原理在工业中的应用1. 引言电解是一种重要的化学反应方式,通过在电解质溶液中施加电场,引发物质的电离和化学反应。
电解原理不仅在实验室中有重要应用,还在工业生产中发挥着重要作用。
本文将探讨电解原理在工业中的应用。
2. 电解原理电解是一种在电解质溶液中通过施加电场产生化学反应的过程。
电解过程中,正极(阳极)上发生氧化反应,负极(阴极)上发生还原反应。
通过电解过程,我们可以对物质进行化学分离、纯化和合成。
3. 电解在金属提取中的应用3.1 电解冶金电解冶金是工业上常用的一种金属提取方法。
例如,铝的制备主要通过电解熔融氧化铝,将铝离子在阴极上还原,得到纯铝。
电解冶金还可用于提取锌、铜、镍等金属。
3.2 电镀与电镀工艺电镀是利用电解原理,将一层金属沉积到物体表面的过程。
这可以改善物体的外观、保护物体表面免受腐蚀,并改变物体的物理性质。
常见的电镀金属包括铬、镍、银和金等。
电镀工艺是控制电解过程的关键。
它包括表面处理、清洗和预处理等步骤,以确保金属沉积的质量和均匀性。
电镀广泛应用于制造业,如汽车制造、电子工业和装饰品制造等领域。
4. 电解在化学工业中的应用4.1 电解分离和纯化电解在化学工业中常用于分离和纯化化学物质。
例如,在氯碱工业中,通过电解盐水可以分离出氯气、氢气和氢氧化钠。
在电解水中,氧气和氢气也可以被分离出来。
4.2 电解合成电解还可以用于化学物质的合成。
例如,通过电解可将氯气和碱金属反应生成氯碱金属,用于工业生产中。
电解还可用于有机化合物的合成过程中。
5. 电解在环保中的应用5.1 废水处理电解可以有效地用于废水处理过程中。
通过电解水中的物质,可以将有害物质转化为无害物质,或者沉淀在电极上进行分离。
这有助于减少废水的污染,实现环境保护。
5.2 太阳能电解太阳能电解利用太阳能作为电源,在电解过程中产生化学反应。
这为可持续能源的利用提供了一种解决方案。
太阳能电解可以用于产生氢气或其他化学品,用于能量存储和利用。
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电解加工在航空工业的应用前景
电解加工是近代才被采用的一种新型的加工方法。
我国在 1958年首先在膛线加工中应用,后来逐渐地在深孔、花键孔、链轮、内齿轮、叶片、异形零件和模具制造等的方面推广而来。
如今,电解加工已经是一种成熟的特种加工技术。
它区别与冷加工,热加工,机械加工,而是利用化学能进行加工,完美的将化学工业与机械工
业结合起来。
电解加工及其复合加工今年来在航空航天工业的应用越来越多。
电解加工以其加工速度快,便面质量好,不怕材料强、硬、韧个,无宏观机械切削力,工件阴极无损耗,可用同一个成型阴极作单方向送进而成批加工复杂型腔、型面、型孔的等优点, 在航空制造应用领域甚广。
叶片是航空发动机、汽轮机的重要零件。
以前叶片的加工是靠在铣床上用靠模进行铣削,效率非常低,据综合统计,由于航空发动机叶片数量多且难加工,用传统切
削方法加工约占整台发动机加工劳动量的 30%以上。
而相对于叶片的几何结构及
采用的材料,电解加工却能充分发挥其技术特长。
我国、苏联、英国早在 20世纪
50年代末、 60年代初就开始采用电解加工叶片,尽管由于叶片精密锻造、精密铸造、精密辊轧技术的提高有更多的叶片采用精密成形,使电解加工叶片的数量有一些减少,但随着叶片材料向高强、高硬、高韧性方向发展和钛合金、钴镍超级耐热合金的采用,以及超精密、超薄、大扭角、低展弦比等特殊结构叶片的出现,对电解加工又提出了新的,更高的要求,电解加工依然是优选工艺方法之一。
特殊类型的孔加工是电解加工在航天制造中的另一种典型应用, 主要包括难切削材料构件上的深小孔、型孔加工。
如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的许多小孔 , 特别是深小孔和呈多向不同角度分布的小孔 , 用普通机械钻削方法特别困难 , 甚至不能加工 ; 而用电火花、激光加工又有表面再铸层问题 , 且加工孔深也有限 ;
采用电解方法则加工效率、加工质量明显提高 , 加工孔深大大增加 , 还可以采用复合多孔加工方式 , 使加工效率提高几倍、十几倍。
电解加工在钛合金、高温耐热合金薄壁机匣加工中也有很多应用。
从 70 年代开始 , 在新型高推重比航空发动机中逐渐采用整体机匣。
其结构为薄壁筒形或薄壁环形 ; 材料为钛合金、不锈钢、高温耐热合金等 ; 在机匣内外壁上均布有多组尺寸形状都相同 , 但构型复杂的减重型槽和安装凸台。
机匣毛坯多为铸造或锻造的圆筒或圆环 , 从毛坯机加工至复杂结构的机匣成品 , 去除量将近 2/ 3 或更多。
去除大余量的难切削材料、加工如此复杂的薄壁件 , 采用数控切削加工非常困难 ; 而采用若干个不同形状的阴极在均布的不同工位上重复电解加工 , 则可充分发挥电解加工的特点 , 比机械切削可提高工效 5~ 10 倍。
为了提高加工效率 , 经常选用大电流加工 , 其电源以万安培计 ; 机床则为多工位数控电解加工机床。
我国在这一领域的研究和应用几年前才开始。
因此在该领域里我
国还有很大的探索空间可以,在材料,电解加工,薄壁机匣的精度方面方面还有很大的提升。
毛刺无论在各个制造领域里,加工工艺里都会存在,而产品的质量,性能与毛刺的去除量,平整度有很大的关联,很多复杂曲面,凹角的毛刺问题较为棘手,解决不好甚至会影响零件的使用寿命,更严重时可能对生命安全造成危害。
电解去毛刺已在航空、、航天产品的液压件交叉孔、叶片榫齿、齿轮以及航空发动机火焰筒孔边等去毛刺中得到应用。
电解去毛刺不仅提高生产效率 , 同时更可保证去毛刺质量 , 有利于提高产品质量和使用寿命。
如德国在民用工业中大量应用电解去毛刺 , 对齿轮、液压件中的各种交叉孔壁去毛刺已经采用专用的电解去毛刺机床 , 自动化程度较高。
电解去毛刺特别适合在硬而韧的工件上加工,还可以避免机械方式或手工方式对毛刺已加工表面产生的损害,在航空等精密,要求比较高的行业里非常适宜。
其原理采用了在电极两极间通有电流,在电极尖角处的电流密度最大,去毛刺时,只要将工具阴极靠近毛刺或毛刺的根部,毛刺就很容易被去除,并在工件上获得一定半径的光滑圆角。
近些年来 , 国内外对电解加工的研究与应用都给予高度重视并取得了一些重要的研究成果。
电解加工在航空制造中又有了新的发展,高频、窄脉冲电流电解加工在电解加工间隙中将产生特殊的物理、化学作用 , 使得高频、窄脉冲电流电解加工
比较低频脉冲电流电解加工 , 在表面质量、加工效率都有显著提高 , 展示了其在航空零件微精加工中的重要应用前景。
而数控仿型电解加工是计算机与电解技术的完美结合,对现代产品加工影响巨大。
计算机数控技术同电解加工技术的结合所形成的柔性电解加工技术研究方向 , 得到了国内外特种加工专家的认同。
采用计算机控制数控机床对工件进行精密或超精密加工一直是各国所追求的,而用计算机控制电解加工,控制电解的进程, 对加工精度、电解液的浓度等方面相人工而言对可以有效的提高其准确度。
从而更好的进行电解加工。
电解加工技术究其原理是利用电对材料进行有效的加工。
包括利用阳极金属的溶解作用去除材料,或者是利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工。
其目的是为了加工一些在机械设备中难以加工的硬脆性材料,有效的消除其毛刺。
提高零件的精度和使用寿命。
当然,一般而言,利用数控电解加工代价是很大的,生产周期也较长,所以在一些高精度产品,用途很大的工业,如精密仪表,汽车,航空航天这些行业里应用较多。
为使电解加工能得到持续发展 , 也为了生产工人的健康和周围环境的安全 , 必须重视并解决电解加工过程中的环境保护问题。
对加工过程中逸出的气体要通风排放 , 特别对电解泥要进行处理和回收。
相信今后,电解加工将在新工艺技术的开发研究 , 包括高频、窄脉冲电流电解加工、柔性电解加工、小间隙电解加工、复合加工等方面得到发展和应用 ; 计算机控制技术将在电解加工设备与过程、参数的控制中得到不断的发展与扩大应用,在航天领域的应用会更加广泛而深入。