Các phương pháp trong gia công điện hóa ( ECM )

Xin chào các bạn !

Bài viết trước cokhithanhduy đã giới thiệu chung về phương pháp gia công điện hóa (ECM ). Bài viết này cùng cokhithanhduy tìm hiểu về các phương pháp dùng trong gia công điện hóa nhé !

1. Mài điện hóa :

- Mài điện hóa là dạng đặc biệt của phương pháp gia công điện hóa trong đó đá mài quay (catot) là một đĩa mài hình vành khăn dẫn điện cóa gắn các hạt kim cương, carbid silic hoạc cô ranh đông, được dung để tăng cường sự hòa tan của bề mặt kim loại gia công (anot). Vật liệu kết dính là kim loại hoặc nhựa trộn với các hạt mài nhô ra từ đá mài tiếp xúc với chi tiết gia công hình thành nên khe hở trong mài điện hóa. Tác dụng cọ xát của những hật mài của đĩa mài ngăn cản quá trình tự kiềm chế của anot. Dòng dung dịch điện phân đi qua khe hở giữa các hạt mài để thực hiện chức năng đó.

- Những hạt mài có tác dụng song hành. Một mặt chúng là những hạt cách điện và quyết định kích thước của khe hở, bảo đảm sự lưu thông của dung dịch điện phân và loại trừ khả năng bị ngắn mạch, mặc khác chúng đẩy ra khỏi dung dịch điện phân lượng vật liệu đã bị bóc tách đi và còn bám trên vật gia công. Điều quan trọng là sự lấy phoi là kết quả của quá trình điện hóa và tác dụng mài bóng ở đây chưa phải là quyết định.

Nguyên lý gia công mài điện hóa :

- Phương pháp có năng suất cao gấp 2 lần so với mài thông thường. Có hai phương pháp mài bằng điện hóa:

• Dùng đá mài dẫn điện.
• Dùng đá mài trung tính (không dẫn điện)

- Đặc điểm chung:

• Năng suất cao.
• Các thông số về chất lượng của bề mặt được mài: Độ bóng bề mặt khi mài bằng điện phân rất tốt. Hiện tượng điện hóa đóng vai trò chính yếu.Do đó trên bề mặt gia công không có nhưng đường gân nằm theo hướng tiến của điện cực gia công. Các hạt trên bề mặt vẫn còn nguyên. Độ bóng rất ít phụ thuộc vào độ lớn của hạt mài.
•  Các thông số khác của lớp bề mặt giống như ở trương hợp gia công điện hóa. ở đây không có tổn hao nhiệt nhiều, cũng không có biến đổi trong cấu trúc tếvi và cũng không thấy có hiện tượng hóa cứng bề mặt, cũng như ko có hiện tượng ứng suất dư bên trong.
• Đá mòn tương đối nhiều, trung bình khoảng 10-15% thể tích kim loại bị tách ra khỏi vật gia công.
• Mật độ dòng điện trên mặt gia công thấp do không cò sự tiếp xúc của kim loại với nhau nên ít bị đốt nóng và bốt cháy.
• Điện áp thấp
• Độ chính xác của hình dáng hình học phụ thuộc vào đá mài.

- Phạm vi ứng dụng :

• Phương pháp mài bằng điện phân chủ yếu ứng dụng mài sắc các dụng cụ bằng hợp kim cứng.
• Năng suất mài điện phân hợp kim cứng cao hơn nhiều lần so với mài thông thường.
• Nó cũng có nhược điểm là thiết bị đắt tiền hơn, tuy nhiên nhìn tổng hợp thì ưu điểm vượt trội hơn. Đây là phương pháp tiên tiến hàng đâu để mài sắc dụng cụ từ hợp kim cứng rẻ nhất và chất lượng cao nhất.

2. Đánh bóng điện hóa :

- Là phương pháp bổ sung cho gia công điện hóa. Mục đích của đánh bóng điện hóa không phải là lấy phôi mà là đánh bóng bề mặt, tất nhiên có lấy đi một ít nhiên liệu. Khác với phương pháp gia công điện hóa khác, ở đây khoảng cách điện cực lớn hơn, hình dáng của vật liệu gia công sẻ không hình thành giống như của điện cực làm dụng cụ gia công, điện cực không chuyển động trong quá trình gia công, mật độ di chuyển của dòng điện thấp hơn và tốc độ di chuyển của chất điện phân thấp hơn nhiều, tốc độ bóc vật liệu cũng giảm.

- Trong phương pháp đánh bóng điện hóa vật gia công (anot) và điện cực dương (catot) được nhúng vào dung dịch một cách độc lập. Khi có dòng điện đi qua thì sự hòa tan anot bắt đầu, dòng điện tập trung ở những điểm nhấp nhô lên, còn chỗ lõm là màn muối mỏng từ dung dịch điện phân tách ra. Bề mặt gồghề dần dần mất đi và trở nên nhẵn bóng và óng ánh .

      Các tuần tự trong quá trình nhẵn bóng.

- Nguyên lý đánh bóng điện hóa:Chi tiết gia công 2 được đặt trong bể chứa chất điện phân 1. Khi nối nguồn điện 5 với dụng cụ 3 và chi tiết gia công 2, đỉnh và đáy nhấp nhô 4, 6 dần dần được sang phẳng. Ta thấy các đường lực do điện cực tạo ra đều tập trung hướng vào các đỉnh nhấp nhô 4, do đó các đỉnh này được san phẳng nhanh hơn các đáy 6. Độ bóng bề mặt gia công có thể đạt cấp 12-13.

- Ưu điểm cũng như tính chất của phương pháp đánh bóng điện hóa :

• Năng suất đánh bóng bằng 3-4 lần so với đánh bóng bình thường
• Độ bóng bề mặt tốt.
• Có thể đánh bóng bề mặt trong và ngoài của bất kỳ hình dáng nào.
• Năng suất gia công tăng mà không đòi hỏi nhiều lao động bằng tay.
• Thiết bị gia công rẻ và đơn giản.
• Chất lượng bề mặt được cải thiện hơn.
• Có khả năng đánh bóng bề mặt cứng.
• Không có biến dạng và thay đổi cấu trúc lớp bề mặt.
• Có khả năng tự đông hóa được quá trình gia công.
• Giam nhẹ điều kiện làm việc cảu công nhâm

- Nhược điểm:

• Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào độ đồng nhất của vật liệu.
• Khó giữ đúng kích thước và hình dạng cũ.
• Tuổi thọ của dung dich điện phân có hạn.
• Chỉ áp dụng đối với bề mặt không quá ghồ ghề

3. Gia công lỗ điện hóa :

- Gia công lỗ điện hóa hay còn gọi là khoan điện hóa là ứng dụng của phương pháp gia công điện hóa trong việc khoan các lỗ rất nhỏ bằng cách sử dụng các dòng điện có áp suất cao và dung dịch điện phân axit. Dụng cụ như là một dầu thủy tinh có điện cực bên trong. Người ta có thể sử dụng một ống thủy tinh có nhiều nhánh để gia côngcùng 1 lúc 50 lỗ. Công nghệ này phát triển để khoan các lỗ làm mát trong các toa bin của động cơ phản lực.các lỗ sâu chịu áp suất này có đường kính từ 0,1-0,76 mm với tỉ lệ chiều sâu và đường kính lỗ là 50:1. Axit được dung để kim loại hòa tan vào dung dịch thay vì kết tủa.

- Phương pháp gia công này có thể được sử dụng để khoan các lỗ định hình làm bằng kim loại khó gia công, dẫn diện. Với phương pháp này có đặc điểm là dung điện áp 1 chiều thấp từ 5-6 volt và các điện cực đặt biệt là những ống dài, thẳng.

- Chi tiết gia công 1 là anot(+) còn dụng cụ là cụ là ống đồng 2(-) được bọc cách ly với bên ngoài và được ấn xuống chi tiết gia công là xo 3. Dưới 1 áp lực nào đó chất điện phân chảy qua ống đồng, tạo ra khe hở nhỏ giữa phôi và dụng cụ, do đó nó đẩy những hạt kim loại nhỏ của phôi ra ngoài, như vậy lỗ trên phôi được hình thành.

4. Làm sạch bavia bằng điện hóa :

- Làm sạch bavia là 1 phương pháp gia công điện hóa trong việc tách kim loại trong các máy hay góc của chi tiết bang cách hào tan anot. Phương pháp điện hóa rất thích hợp cho việc đánh bavia các chi tiết có hình dạng phức tạp.

Có 2 cách làm sạch bavia bằng điện hóa:

• Đánh bavia trong bể điện phân: cách này giống đánh bóng điện hóa, lợi dụng hiện tượng điện trường tập trung ở những góc cạnh, ở đây mật độ điện lớn nhất và nhanh nhất nê bavia được lấy đi nhanh chóng.
• Đánh bavia trên thành phẩm: cách này có năng suất cao hơn 3-4 lần so với cách tẩy bavia trên bề mặt điện phân. Điện cực dung làm dụng cụ tẩy bavia được nối vào cực âm với hình dáng được cấu tạo sao cho khi đặt nó dọ bavia thì sẻ tạo ra 1 khe hở nhỏ. Dung dịc điện phân được phun qua rảnh đó với tốc độ chảy lớn làm mất bavia một cách nhanh chóng.

Trên đây là tổng quan về các  phương pháp gia công trong điện hóa (ECM ). Hy vọng qua bài viết của mình các bạn sẽ biết thêm về các phương pháp gia công  trong điện hóa (ECM ). Các bạn nếu có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì có thể comment dưới bài viết. Nếu bạn nào có đóng ghóp hay những kinh nghiệm về cơ khí, cơ điện tử cần chia sẻ tới mọi người xin gửi về email : cokhithanhduy@gmail.com.
Hẹn gặp các bạn ở các bài viết sau, và đừng quên để lại một like để ủng hộ cokhithanhduy nhé !

Tuấn Anh.