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影响不锈钢方管抛光效果的因素

作者:wzbxgg 来源:原创 日期:2016/5/19 16:25:23 人气:123

    从加工工艺参数角度进行分析,影响不锈钢方管抛光效果的主要影响因素有:电解液流速、电解液浓度、电解液温度、电流密度、电流波形、加工间隙、加工时间、工具电极形状等。

    (1)。电解液流速:当流速过慢时,阴极表面产生的氢气无法迅速的排除,沉淀物以及氧气也被滞留阳极表面上,间隙内温度大幅升高,两极表面产生浓差极化。

    (2)。电解液浓度与温度:电解液浓度的不同,直接通过控制电解液中的离子数量影响着电解液的电导率。在低浓度情况下,电解液电导率随浓度的增大而线性增大。当到达高浓度范围时,电导率后期变化不再明显。温度对电化学加工的影响与浓度的作用相似,主要是通过影响电解液中离子运动来作用的。根据热力学定律,离子的活度随着温度的升高而升高。电解液浓度与温度对加工过程中的电流效率都有着直接的影响,而这种影响对于线性电解液与非线性电解液的作用也是不相同的。同时,当电解液温度与浓度发生变化时,电解液自身粘度也会发生相应改变,进而影响电解液的流动特性。因此是否选择了合适的电解液浓度与温度将直接影响不锈钢方管电化学抛光过程的抛光效率与加工速度.但限于电解液浓度和温度对电化学加工效率的影响比较复杂,到目前为止,这方面的实验研究还不够。

    (3)。电流密度:在对不锈钢方管电化学抛光基本原理进行介绍过程中,我们介绍了阳极极化作用的几种阳极极化曲线。当电流密度处于不同极化区间时,材料表面的去除方式也不尽相同,为保证不锈钢方管表面光洁度,尽量将材料去除方式控制在抛光区间。但结合目前研究可以发现,适当增加电流密度可以获得更好的表面加工质量。当然,它的选取还需要结合电解液浓度及电解液流速进行综合性考虑与分析。

    (4).电流波形:如果不用一般的直流电源进行电化学抛光加工,而是采用脉冲电源来改变电流波形,在加工过程中由于电解液流动不均匀而导致的阳极极化不均匀、工具阴极上的电化学沉淀物及不锈钢方管材料等因素引起的表面光洁度降低问题会有所改善。在阳极发生极化不均匀现象之前,通过暂时的停止加工,等待工件表面的极化现象及沉淀物的消失,再重新开启,从而提高表面光洁度。脉冲电源一般采用单相半波电流或矩形波电流,使用变换极性电源则效果更为明显。采用变换极性电流时,可使工具阴极在一瞬间转变为阳极,去除上述沉淀度,从而提高不锈钢方管表面光洁度。

    (5).加工间隙:加工间隙是电化学反应的主要进行场所.在加工间隙不同的情况下,内部的电化学变化也是十分复杂的.加工间隙内的电解液流动方式及间隙内各点的流速与压力分布直接影响着间隙内的温度、氢气泡及沉淀物的分布,进而影响各位置处的电导率情况,直接影响着最终获得的表面加工质量.对于普通工件表面的电化学抛光,阴极距阳极最佳距离一般保持在100-300mm。

    (6)。加工时间: 电化学抛光对不锈钢方管表面去除是具有时变性的,随着加工时间的增长,表面加工质量逐渐变好。当加工过程中,工件表面轮廓尖端效应变弱或消失时,加工时间对表面光洁度的影响也就随之减弱。考虑加工效率等因素,合适的电流密度与加工时间是需要配比考虑的。

    (7).工具电极微观几何形状:前文知道普通电化学抛光的加工间隙一般被设置为100-300mm,但由于本文面向的小口径不锈钢方管内径的尺寸限制,这明显是不可能实现的。对于这种小间隙加工,工具电极表面粗糙度不同,被加工后不锈钢方管表面上各点与工具电极之间的加工间隙也会随之发生改变。加工间隙将直接影响对应位置的电流密度大小,间隙较大的地方电流密度相对较低,材料去除速率低,而加工间隙小的地方电流密度相对较大,材料去除速率高。因此,工具电极表面微观几何形状在抛光后不锈钢方管表面上就会形成不同程度的复印。

    上述加工参数对表面加工质量的影响其实是相互交织的,如实际检测得到的电解液温度是电解液的平均温度,而对于加工间隙内的电解液温度是不均衡的,存在温度梯度,该温度梯度直接与加工间隙、电解液流速等直接相关.

    结合上述特性分析,可以发现电化学抛光是对小口径不锈钢方管内表面进行抛光处理的有效手段,但由于其管道内径较小且长径比较大,这为实际抛光提出了一些新的加工难题,如电解液更新、加工间隙保证等,采用普通电化学抛光装置与工艺是难以完成狭小空间内的抛光处理的,需设计一种专门面向小口径不锈钢方管内表面电化学抛光的处理装置与方法

    本章节从电化学抛光基本原理出发,分析在不同电流密度下的阳极极化特性,结合电化学抛光后不锈钢方管表面粗糙度的形成机理,确定将电化学抛光工作区间设定在不完全钝化区实现表面材料的抛光去除。并对电化学抛光工艺特点,分析电解液成分、电解液浓度、电解液温度、电流密度、电流波形、加工间隙、加工时间、工具电极形状等工艺参数对抛光质量的影响,并为小口径不锈钢方管内表面电化学抛光提出要求。

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