[发明专利]一种电化学加工中的杂散腐蚀冰层抑制方法

说明书

本发明公开了一种电化学加工中的杂散腐蚀冰层抑制方法，属于电化学加工技术领域，利用低温环境，通过在工件非加工表面覆盖冰层的方法降低加工过程中杂散电流对其的散蚀作用，改善了工件加工表面质量。本发明包括以下步骤：(1)在待加工工件表面制备冰层绝缘保护膜；(2)保持工作环境低温，需要加工的表面通过加工通道进行电化学加工；(3)加工结束后，提高加工环境温度，冰层融化后取下工件。

技术领域

本发明属于电化学加工技术领域，尤其涉及一种电化学加工中的杂散腐蚀冰层抑制方法。

背景技术

电化学加工技术是基于电化学阳极溶解原理实现金属材料快速去除的加工方法。与传统机械加工方式相比，该加工方法为非接触加工，具有高速、加工表面质量好、工具无损耗、无残余应力，无塑性变形等优点，可以对难加工材料、复杂形状工件进行批量加工。但由于加工过程中无法约束电场、流场在期望加工区域，因此工件的非加工区域易受到杂散电流的杂散腐蚀作用，影响工件的表面质量和精度。

杂散腐蚀是电解加工中的常见问题，已经成为制约电解加工精度的一个重要因素,目前减少杂散腐蚀的方法主要为工具电极侧壁绝缘，采用钝性电解液（如低浓度复合电解液）、混气电解加工等方法。

侧壁绝缘通过在电极侧壁贴涂绝缘物质，使得电极只有端部参与工件的电化学溶解，从而有效避免工件侧壁的杂散腐蚀和已加工表面的二次加工，但是侧壁绝缘方式不适用于端面杂散腐蚀的控制，加工初始时电极端面逐步向工件表面移动，杂散电流会对工件表面产生杂散腐蚀。

钝性电解液活化效应强，粘度低，对流场敏感性低，可以减小对非加工表面的杂散腐蚀，提高加工精度，在电解-电火花复合加工当中低浓度复合电解液得到了很好地应用，但不适用于纯电解加工，低浓度电解液下电解速度会大幅下降，加工效率降低。

混气电解加工通过气体在侧壁通道体积膨胀达到降低电解液局部电导率，减小材料去除速率，提高加工过程的整平能力，提高加工精度，减少侧壁杂散腐蚀。但气液混合装置的设计较为复杂，且混气电解加工主要提高了工件侧壁质量，对于工件的端面质量没有影响，不能解决工件非加工面杂散腐蚀问题。

2015年11月11日专利CN105033371A公开了一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法，该方法在加工初始阶段给工具电极与工件之间施加正负对称的交流辅助电源，使两电极之间电解液中的离子和电子在小范围内来回“振动”，使工具电极移动过程中离子的移动减少，从而减少工件表面非加工区域的杂散腐蚀。但该方法中交流辅助电源对未加工表面的保护效果未知，且该方法与绝缘处理相比缺少稳定性和可预见性。

2016年10月26日专利CN106041235A公开了一种随动式辅助阳极电解线切割加工系统及方法，该方法在电解线切割加工区安装随工具电极运动的不溶性辅助阳极，在辅助阳极上施加高于工作电压的电势，可以有效抑制工件加工区附近非加工区的杂散腐蚀现象，但该方法只阐述了应用于电解线切割方面的效果，其他电化学加工的可应用性未提及。

2016年12月14日专利CN106216784A公开了一种电化学或电火花-电化学复合加工中未加工表面的保护方法。该方法将双面导电金属箔片胶带粘附在待加工的工件表面，工具电极直接在粘附双面导电金属箔片胶带的工件表面进行放电加工，将工件表面的杂散电流转移到双面导电金属箔片胶带表面，实现对工件表面的保护作用。但该方法所用的亚克力胶在后续清洗中不易去除，且电极穿透导电胶带可能会造成一定的损耗。

2017年1月4日专利CN106270842A公开了一种抑制微细电化学加工杂散腐蚀的加工装置和方法，该发明在加工电极外围安置绝缘罩并通过垂直和三维位移台实现加工控制，既可抑制型腔表面的杂散腐蚀，也可避免以往在电极侧壁采用固定绝缘层对铣削侧壁加工带来的不良影响，但该方法提出的绝缘罩需要针对电极的不同形状尺寸进行定制。