电化学加工

电化学加工（ECM）是一种通过电化学过程去除金属的方法。 它通常用于批量生产，用于加工极硬的材料或难以使用常规方法加工的材料。 它的使用仅限于导电材料。 ECM 可以在硬金属和稀有金属（例如铝化钛、铬镍铁合金、Waspaloy 以及高镍、钴和铼合金）中切割小角或异形角、复杂轮廓或空腔。 可以加工外部和内部几何形状。

ECM 通常被称为反向电镀，因为它去除材料而不是添加材料。 它在概念上类似于放电加工 (EDM)，因为高电流通过具有带负电荷的电极（阴极）、导电流体（电解质）和 导电工件（阳极）； 然而，在 ECM 中没有工具磨损。 ECM 切削工具沿着所需路径靠近工件但不接触工件。 然而，与 EDM 不同的是，不会产生火花。 ECM 可以实现高金属去除率，不会将热应力或机械应力传递到零件，并且可以实现镜面抛光。

在 ECM 工艺中，阴极（工具）被推进到阳极（工件）中。 加压电解液在设定温度下注入被切割区域。 进料速率与材料的液化速率相同。 工具和工件之间的间隙在 80-800 微米（0.003-0.030 英寸）范围内变化。当电子穿过间隙时，工件材料被溶解，因为工具在工件中形成所需的形状。 电解液带走过程中形成的金属氢氧化物。

电化学加工作为一种工艺方法，起源于1911年俄国化学家E.Shpitalsky提出的电解抛光工艺。

早在 1929 年，W.Gussef 就开发了一种实验性 ECM 工艺，尽管在 Anocut Engineering Company 建立商业工艺之前是 1959 年。 B.R. 和 J.I. Lazarenko 还因提出使用电解去除金属而受到赞誉。

1960 年代和 70 年代进行了大量研究，尤其是在燃气轮机行业。 同一时期 EDM 的兴起减缓了西方的 ECM 研究，尽管铁幕背后的工作仍在继续。 尽管该工艺仍然是一种小众技术，但最初尺寸精度差和环境污染废物的问题已在很大程度上得到克服。

ECM 工艺最广泛地用于生产复杂形状，例如在难加工材料中具有良好表面光洁度的涡轮叶片。 它还被广泛有效地用作去毛刺工艺。

在去毛刺中，ECM 去除加工过程中留下的金属突起，从而使锋利的边缘变钝。 这个过程比传统的手工去毛刺方法或非传统机加工过程更快，而且通常更方便。

• 复杂的凹曲率部件可以通过使用凹形工具轻松生产。
• 工具磨损为零，同一工具可用于生产无限数量的组件。
• 可以实现高表面质量。
• 工具和工作材料之间没有直接接触，因此没有力和残余应力。
• 产生的表面光洁度非常好。
• 产生的热量更少。

• 含盐（或酸性）电解质会对工具、工件和设备造成腐蚀风险。
• 只能加工导电材料。 高单位能耗。
• 它不能用于软材料。

所需的电流与所需的材料去除率成正比，以毫米/分钟为单位的去除率与每平方毫米的安培数成正比。

典型电流范围为每平方毫米 0.1 安培到每平方毫米 5 安培。 因此，对于 1 x 1 毫米工具的小切入式切割，慢速切割，仅需要 0.1 安培。

然而，对于更大面积的更高进给率，将使用更多电流，就像任何机加工过程一样——更快地去除更多材料需要更多功率。

因此，如果在 100×100 毫米面积上需要每平方毫米 4 安培的电流密度，则需要 40,000 安培（以及大量冷却剂/电解液）。

ECM 机器有立式和卧式两种类型。 根据工作要求，这些机器也有许多不同的尺寸。 立式机床由底座、立柱、工作台和主轴头组成。 主轴头有一个伺服机构，可以自动推进刀具并控制阴极（刀具）和工件之间的间隙。

最多可提供六轴数控机床。