[发明专利]一种用于大长径比不锈钢管的电解加工方法

说明书

技术领域

本发明是一种用于大长径比不锈钢管的电解加工方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

大长径比的不锈钢管子零件采用其他机械加工工艺方法进行加工都显得力不从心。首先零件材料即硬又疲，在加工中极易产生冷作硬化，需安排多道热处理时效工序以消除零件内应力。采用镗、磨、铰、珩磨等传统机械加工工艺加工时去除材料余量较大，刀具刚度不够易产生振刀等加工缺陷，零件的尺寸精度和形位误差精度及表面粗糙度无法保证，工量具损耗也较大；不锈钢管子零件生产周期长，致使生产效率十分低下。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种用于大长径比不锈钢管的电解加工方法，其目的是以电解加工方法替代机械加工大长径比不锈钢管零件，提高生产效率，减小加工后不锈钢管的残余应力，方便后续工序的加工；提高尺寸精度、形位误差精度及表面粗糙度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种用于大长径比不锈钢管的电解加工方法，其特征在于：

该方法的步骤是：

(1)配制电解液：电解液的化学成分及重量百分比为NaCl 16％～20％，NaNO₃ 3％～5％，其余是自来水；

该种电解液配比可以使其中具备合适的离子浓度，如下所示：

通电后阳极的主要反应及产物：

通电后阴极的主要反应及产物：

(2)装夹青铜电极：青铜电极一头固定在电解夹具上，与直流稳压电源的阴极相连接，另一头贯穿不锈钢管的内孔，与不锈钢管相互绝缘并保持与内孔均匀的径向间隙，不锈钢管与电源的阳极连接；

(3)电解加工：接通电解液泵，经其输送的电解液在青铜电极和不锈钢管内孔之间保持4～6Kg/cm²的压力和相应的流量，随即开启直流稳压电源，电解液中的正负离子使电极和管子零件之间电流导通，青铜电极和不锈钢管之间的通过电流控制为1300A、电压为13V，这样青铜电极不断得到电子，青铜电极材料免于腐蚀并可继续使用；而不锈钢管做为阳极则不断失去电子而被腐蚀到所要求的尺寸，阴极的表面形状及形位误差精度复制到不锈钢管内孔上，通过时间的控制，零件即加工成形，得到所要求的不锈钢管内孔尺寸精度及表面粗糙度，零件内孔直线度误差和内孔椭圆度误差控制在0.1mm公差范围内。

不锈钢管的长径比为8～10，不锈钢管的内径为φ15。

青铜电极直径优选为

为使电解加工出来的零件光亮度较好，电解液的优选温度为4℃～10℃，电解溶液温度偏高容易使零件加工表面发雾发毛。如有条件的情况下可以增加设置槽液冷却装置，使零件生产常年都能得到较好的质量控制。

由于不是机械加工，整个零件没有内应力，这为不锈钢管零件的后续加工打下较好的基础。零件的高生产效率和较低的生产成本损耗使得和其它的生产方式相比具有很大的优越性。

电解液中的H⁺在电极处析出氢气，在电解工作台上安装抽风装置及时抽出氢气，以保证生产安全。零件阳极溶解下来的Fe⁺⁺和电解液中的OH^-结合生成副产品氢氧化铁沉淀。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

不锈钢管零件的准备过程如下：

采用内孔直径尺寸φ15一致的1Cr18Ni9Ti不锈钢管材料，切断下料，

车两端面及外圆；用超声波水剂清洗(工业清洗剂)零件；对管子零件进行时效处理；用超声波水剂清洗(工业清洗剂)零件，并将内孔对着光线检查零件内孔质量，内孔有毛坯缺陷(凸凹不平及明显锈蚀点等)的管料予以剔除。

电解加工的步骤如下：

(1)配置电解液：电解液的化学成分及重量百分比为：NaCl 16％～20％，NaNO₃ 3％～5％，其余是自来水。

(2)装夹青铜电极：青铜电极直径为青铜电极一头固定在电解夹具上，与直流稳压电源的阴极相连接，另一头贯穿不锈钢管的内孔，与不锈钢管相互绝缘并保持与内孔均匀的径向间隙，不锈钢管与电源的阳极连接。