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【原创】精密电化学加工技术

ghost_1981

2008/04/29

电化学综合讨论

我公司最近新引进世界上最先进的德国PEMtech公司的精密电化学加工设备：详细资料请访问我公司网站WWW.renpro.com.cn

PEM技术是一种在震动电极的电化学下沉腐蚀技术。直流电脉冲作用在电极和工件之间。根据震动电极的几何形状工件作为阳极被电解。几乎所有复杂几何结构的金属都能被加工，如回火钢，轴承钢，合金钢。PEM开启了不能使用传统工艺加工或者使用传统加工方式不经济的领域的应用。

PEM优势

* 加工过程中没有电极耗损！仅用单个电极就可以重复生产无限量的产品。
* 加工后工件上没有热应力！不影响工件现有属性。不会产生微观裂纹。延长工件的寿命。
* 不产生氧化层！工件无需后序加工。
* 高效率的加工速度，对孔腔的表面速度可达0.5mm/min。
* 电极的表面质量是可以复制。粗糙度可达Ra 0.05µm，在连接处具有不同的光洁度。
* 加工件上没有机械应力！可以加工壁较薄的结构件。
* 不会影响工件磁极属性。

精密电化学加工(PEM)和传统电化学加工(ECM)的比较

传统电化学加工

精密电化学加工

通常只应用在表面抛光，去毛边和导角。

改良式电化学加工技术。

加工精度差。

更高的精密度2 - 5 μm。

定量加工距离1mm。

震动电极进行切削进给 50Hz。

无法作精微成型或精密加工。

可变加工间距10-400 μm。

因电解液使用不同，需考量环保问题。

最大加工电流可达8000A。

　

可应用于精微成型。

　

能加工复杂外形，不生毛屑。

　

电解液无环保问题。

精密电化学加工(PEM)和放电加工(EDM)的比较

放电加工

精密电化学加工

工作温度 1,500 to 2,500°C (造成微小裂缝)。

工作温度 20 - 50°C。

加工伴生的急热、急冷会发生加工变质层(硬化层)(需要二次加工: 表面抛光)。

全无加工硬化层不会发生裂纹，无须二次加工。

电极与被加工物以某种比例损耗，可用电极低消耗的加工条件，但此条件会使其它特性劣化。

电极不会损耗，可以重覆加工(阳极融解现象，工件和电极没有接触)。

依电极用金属而有消耗差，加工条件因材质而变化

粗加工表面粗糙度为Ra ≤ 0,5 μm。

加工速度慢。

细加工可达到镜面。

加工成本高。

平均加工速度0,1 - 0,8 mm/min，比EDM快5-10倍

　

加工精密度可达2 - 5 μm。

　

电能加工复杂外形，不生毛屑。

高温制程会造成许多缺点 !

低温制程有许多优点!

PEM Technology 技术优势

●使用PEM制程工具电极不会造成损耗。 ▲只要一个电极可以重覆制造完全相同的产品。

●不会有热应力残留，不会产生氧化层，不须要二次加工。

●低温制程，不会影响材料本质。 ▲不会影响材料本质和结构。 ▲可以延长工件寿命。

●一般制程的表面粗糙度品质Ra ≤ 0,5 μm, 取决于电极制作的表面品质。

●可以作镜面加工。

●高效率加工制程，因材料不同加工速度为 0.1 – 0.8 mm/min。

●理想的电极材料为黄铜，但是其它导电材料都是可以作为电极。例如，红铜，高品质的钢，和石墨等等‧‧‧。

●总而言之，PEM Technology 总合了EDM和ECM的优点，减少由这两种特殊加工技术的缺点。更重要的是，使用者必须衡量传统机械加工和特殊机械加工的特点为您生产的产品作最佳的选择。

制程参数

*
电压—低电压加工精度高。
*
电解液种类—和工件材料相关。
*
电解液浓度—和工件材料相关。
*
温度—温度高电解液阻抗将降低。
*
进给速度—将决定平衡间隙的大小。
*
间隙—影响加工电流和加工精度

PEM 精密电化学切削应用范围

●依功能分类：

▲电解开孔，如轮机翼冷却孔。

▲电解圆割加工，如曲孔。

▲电解微小孔加工。

▲精微成型。

▲电解切穿，如深孔或盲孔加工。

▲凹部加工(cavity sinking)。

▲电解成型 (shaping), 如曲面加工。

▲电解复印。

▲电解除屑加工，如去毛边导角‧‧。

●精密电化学加工的应用主要以传统方式不易完成的加工为主，有以下几个方向：

▲内齿轮加工。

▲花键孔加工。

▲涡轮叶片加工。

▲一体成形轮叶加工。

▲高消耗性模具，如锻造模, 玻璃模, 压铸模等…。

▲燃料电池极板。

▲精密零配件。

▲精密医疗器材。

▲精密齿轮。

PEM在汽车工业的应用

Exhaust pipe flange排气管法兰

* 汽车排气系统的不锈钢排气管法兰片，图中可以看到毛坯，电极和成品。
* 球面凹处为准备焊接的排气管的焊缝。
* 同一个型号的发动机一年销售量需求150,000个排气管法兰片。
* 同时加工30个零件，并在10分钟内完成。

Diesel pump 柴油泵

柴油泵上无缝隙交叉孔的加工。

椭圆形交叉孔。

盲孔。

表面光滑有利流动。

无毛刺。

每年450,000个。

可以同时加工48个零件

燃料电池制造

汽车用燃料电池反应金属板。

用印刷电路技术覆盖抗腐蚀不锈钢板，用精密电化学工艺加工，然后清除电解残余。

制造出的锐角表面无毛刺。

PEM加工技术还可以应用在其他传统加工难以加工的材料的地方，例如模具制造，医疗器械，锻压模具等等，详情请浏览我公司网站www.renpro.com.cn 或者致电咨询我公司：010-87951598-20/13260432761 王春香

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