電解研磨とは何ですか？

電気化学研磨 (ECG) とは?

電解研磨は、負に帯電した研磨砥石、電解液、および正に帯電したワークピースを使用して研磨することにより、導電性材料を除去するプロセスです。

ワークピースから除去された材料は、電解液中に留まります。電解研磨は電解加工に似ていますが、工作物の輪郭に似た形状の工具の代わりにホイールを使用します。

ECG は、電気化学機械加工と研磨を組み合わせたハイブリッド プロセスです。電解加工は、工作物が陽極になり、切削工具 (ECG の場合は砥石車) が陰極になる電解操作です。

アノードとカソードの間に直流電流が流れると、電気めっきに似た反応が起こりますが、アノードから材料を取り出してカソードに堆積させる代わりに、材料はアノードから除去され、電解液で洗い流されます。 .

ECG は、金属を研削砥石で機械的に切断すると同時に材料を電気化学的に溶解することにより、電解加工をさらに一歩進めます。 「理論的には、研削中に材料の硬度を下げ、部分的に分解することで、研削砥石がはるかに低い力で切削できるというものです。

いくつかの点で、ECG は従来の研削に似ており、いくつかの同じ規則が適用されます。たとえば、プログラミングとセットアップはほとんど同じように機能します。ワークの保持も非常に似ていますが、唯一の違いは、ECG の固定具は耐腐食性材料で作られ、ワークピースとの電気的接触を可能にする必要があることです。

プロセスの特徴

• ホイールと工作物は導電性です。
• 多くの研削に最後に使用される砥石。通常、金属の 90% は電気分解によって除去され、10% は研磨砥石から除去されます。
• 機械研磨によるバリのない滑らかなエッジを作成できます。
• 工作物を歪ませるほどの熱を発生させません。
• ワークピースを分解し、電解液に投入します。最も一般的な電解質は、2 ポンドの濃度の塩化ナトリウムと硝酸ナトリウムです。ガロンあたり。

ECG (電気化学研磨) の詳細

電解加工と比較すると、電解研磨は比較的似ています。基本的には、電気化学プロセスと金属除去に使用される研削プロセスの組み合わせです。 「陽極加工」または「電解研磨」と呼ばれることもあります。

このプロセスでは、砥石車が陰極の役割を果たし、ワークピースが陽極の役割を果たします。このプロセスでは、硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなど、さまざまな電解質を使用できます。

円形の金属板が砥石として機能し、ダイヤモンド ダスト、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、および炭化ケイ素の研磨粒子で構成されています。

砥石と工作物の間に電解液を送り込むと反応します。ワークピースと電解液の間のこの反応は、金属の大部分を除去するのに役立ちます。

砥石車の研磨材は、ワークピースから不要な材料を実際に 5% 未満除去します。興味のある方は、砥石の回転速度が最大 2000 m/min から最小 1200 m/min に維持されることを確認してください。

電解研磨を使用する理由

ECG は、以下を含むいくつかの魅力的なプロセス機能を提供します:

• 幅広い処理範囲と強力な適応力
• 経済性が良く、砥石の摩耗量が少ない
• 優れた処理品質
• 高い生産性

電解質の選択

電解研磨の加工品質と生産性に影響を与える重要な要素の 1 つに電解質があります。これは、アノードの電気化学反応が電解質の影響を直接受けるためです。

人体に害を与えないこと、機械を錆びさせないことは、電解液の重要な要件です。電解液を選択する際には、これら 5 つの要件を考慮してください。電解質は:

• 資源が豊富で、価格が安く、経済効果が高い。処理中に簡単に消費されるべきではありません。
• 人体に害を及ぼさないこと
• 什器や機械に粉塵を発生させない
• 高い生産性を実現するために、良好な導電性を示す
• 優れた表面粗さと寸法精度

電解研磨装置

プロレベルの電気化学機械、または旋盤または従来の研削盤を使用して、改造された機械を電気化学研削に使用できます。

電解研磨には可変電圧DC電源が必要です。さらに、遠心ポンプ、ろ過装置、強制空気抽出または中和装置、チューブ、ノズルなどは、電気化学的粉砕の作業プロセスと使用される機器に適合します。

寛容

この種の研削は、非常に硬い金属を形作ることができ、また化学還元プロセスであるため、通常の研削砥石よりも砥石が長持ちするため、主に使用されます。

このタイプの研削にはさまざまなタイプのホイールがあるため、金属を必要な形に成形することができます.

より滑らかでバリのない表面を生成し、他の研削方法よりも表面応力が少なくなります。

電解研磨の応用

電解研磨は、ステンレス鋼や一部の特殊金属など、従来の機械加工では困難で時間がかかる硬質材料によく使用されます。硬度が 65 HRC を超える材料の場合、ECG は従来の機械加工の 10 倍の材料除去率を持つことができます。

ECG は摩耗が少ないため、部品の表面にバリ、傷、残留応力がないようにする必要があるプロセスによく使用されます。これらの特性により、電気化学的粉砕には多くの有用な用途があります。

• タービンブレードの研磨
• 航空宇宙用途向けのハニカム金属の研削
• 皮下注射針の研ぎ
• 超硬切削工具インサートの加工
• ECG は、機関車のギアの再プロファイリングなど、過度の材料除去や残留応力が望ましくない部品から表面欠陥を除去するために使用されます
• 水中鋼構造物の疲労亀裂の除去。この場合、海水自体が電解質として機能します。砥石のダイヤモンド粒子は、電気化学的研削が始まる前に藻類などの非導電性有機物を取り除きます。

電解研磨の利点

電解研磨の主な利点の 1 つは、砥石工具の摩耗が最小限に抑えられることです。これは、カソードとアノードの間で発生する電気化学反応によって材料の大部分が除去されるためです。

砥粒研削が実際に行われるのは、ワークピースの表面に形成されたフィルムを除去するときだけです。電解研磨のもう 1 つの利点は、硬質材料の機械加工に使用できることです。

硬質材料の加工に伴う工具の摩耗により、硬質材料は他のタイプの機械加工に困難をもたらします。電気化学研磨が硬い表面から材料を除去し、摩耗を最小限に抑えることができることは、少し驚くかもしれません.

ほとんどの材料は電気化学反応によって除去されるため、ワークピースは従来の研削プロセスのように熱による損傷を受けません。

電解研磨のデメリット

電解研磨にもいくつかの欠点があります。このシステムは、陽極ワークピースと陰極砥石で構成されています。これらの条件を作り出すには、工作物と砥石車の両方が導電性でなければなりません。

これにより、電解研磨に適した被削材の種類が制限されます。電解研磨のもう 1 つの欠点は、表面研磨にしか適用できないことです。空洞内の膜堆積物を研削砥石で除去できないため、空洞のあるワークピースに電気化学的研削を適用することはできません。

もう1つの欠点は、電解液が工作物と砥石車の表面に腐食を引き起こす可能性があることです。最後に、電解研磨は従来の機械加工方法よりも複雑です。これにより、より経験豊富な人員が機械を操作する必要があり、生産コストが高くなります。